JP4454891B2 - 対物レンズ鏡筒の加工装置及び加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡等の光学機器に使用するレンズ、特に対物レンズを内蔵した鏡筒（以下、対物レンズ鏡筒という）を加工する加工装置及び加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微小電子部品等の生産においては、顕微鏡などの光学機器を用いてその検査を行っている。例えば、光学機器が顕微鏡の場合、低倍率の対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒や高倍率の対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の複数個がレボルバに、それぞれ取付ねじ部を介して取り付けられている。これらの対物レンズ鏡筒のそれぞれに組み込まれる各対物レンズは、いずれの対物レンズにおいても、レボルバによる対物レンズの切換時には、焦点位置が一致するように調整されている。このような顕微鏡の操作では、観察者が接眼レンズを覗きながら、まず低倍率の対物レンズを用いて視野内に測定個所を位置決めして焦点合わせを行い、次にレボルバを回転させて高倍率の対物レンズに切り換えて測定を行う。
【０００３】
このようなレンズの切換が行われる操作において、低倍率の対物レンズと高倍率の対物レンズとの間で光軸のズレ又は倒れ若しくは焦点のズレなどの光学的な差違があると、低倍率の対物レンズから高倍率の対物レンズへ切り替え時に視野中心がずれて測定個所が外れたり、焦点がずれることがある。このような場合には、視野中心を合わせるために低倍率の対物レンズに再度切り換えて、再度の測定個所の位置決めや、焦点合わせを行う必要がある。
【０００４】
このような煩雑な操作をなくして検査対象となる個所（試料とも呼ばれる）を自動的に検査できるようにするため、顕微鏡等の光学機器に自動位置決め機構や自動焦点合わせ機構を設けることが行われている。図９はこのような自動焦点合わせ機構を備えた特開平５−８８０９１号公報に記載された模式的な構造の顕微鏡で、左側に光学系、右側に制御装置が示されている。
【０００５】
この顕微鏡は、試料１０３に焦点が合うように、試料１０３を載置した試料ステージ１０４を自動的に移動（図では上下方向に移動）させる機能を有している。この機能を実現するため、接眼レンズ１０５及び対物レンズ１０１に加えて、撮像素子１０６、半円状の透過平面板１０７及び制御装置１１０を備えている。なお、接眼レンズ１０５と対物レンズ１０１は、単レンズとして単純化しているが、実際には、各レンズ１０５、１０１の大部分は複数レンズから構成されるレンズ群であり、それぞれが接眼レンズ鏡筒及び対物レンズ鏡筒に組み込まれている。
【０００６】
半円状の透過平面板１０７は、接眼レンズ１０５と対物レンズ１０１との間に設けられており、パルスモータ１０８によって回転されることにより、これらのレンズ１０５，１０１間の光路内に挿入及び離脱する。パルスモータ１０８は制御装置１１０によって制御されるものである。
【０００７】
試料ステージ１０４は制御装置１１０によって制御されたパルスモータ１２０に連結されており、制御装置１１０からの指令に従って、光路内で上下方向に移動する。撮像素子１０６は接眼レンズ１０５の上方で、目視の場合の網膜の位置と等価な位置に位置するように顕微鏡の鏡筒に固定されており、その出力信号がビデオアンプ１０９によって増幅された後、制御装置１１０に送出される。制御装置１１０は、ＭＰＵ（処理装置）１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、バスライン１１４、モータドライバ１１５，１１６、Ａ／Ｄコンバータ１１７を備えている。
【０００８】
この顕微鏡では、制御装置１１０によって制御されるパルスモータ１２０により試料ステージ１０４を例えば下方から上方に移動させ、その移動の際に、光路内に透過平面板１０７を挿入した時と離脱した時とのそれぞれのコントラスト値を撮像素子１０６が測定し、制御装置１１０がそれらの値を比較する。この比較値から合焦点を求め、その位置まで試料ステージ１０４を移動させることにより自動的に試料に焦点が合うようにするものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９のように自動的に合焦させる機構を備えた顕微鏡では、構成部品が多くなり、構造が複雑で、高価となる問題がある。これに対し、観察者が手作業で視野中心を合わせる場合には、熟練を要したり、焦点合わせをする際に試料ステージの移動を微細に調整する必要があり、観察の際の負担となるばかりでなく、作業時間が長くなる問題がある。
【００１０】
本発明はこのような従来の問題点を考慮してなされたものであり、検査対象となる試料を観察したり測定する際に、自動位置決め機構や自動焦点合わせ機構を用いなくても、対物レンズを低倍率のものから高倍率のものに切り換えたときに、再度の位置決めや焦点合わせを必要とすることなく、観察や測定を行うことができる対物レンズ、具体的には対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を提供するため、対物レンズ鏡筒を加工する加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
光学機器のレボルバに取り付けた対物レンズ鏡筒の切換によって、対物レンズを低倍率から高倍率に切り換えた際に視野中心や焦点がずれるのは、レボルバの支持ねじ部（雌ねじ）のそれぞれに取付ねじ部（雄ねじ）を介して取り付けた各対物レンズ鏡筒におけるレボルバへの取付位置または取付角度がずれていたり、対物レンズ鏡筒に内蔵される対物レンズの焦点位置から対物レンズ鏡筒のレボルバへの取付面までの距離が対物レンズによってずれているためである。
【００１２】
本発明では、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒のレボルバへの取付位置またはレボルバへの取付角度および内蔵された対物レンズの焦点位置から対物レンズ鏡筒のレボルバへの取付面までの距離が、倍率が異なった対物レンズ間であっても常に同一となって位置決めや焦点合わせの必要がないように、対物レンズ鏡筒に対してレボルバへの取付面及び取付ねじ部（雄ねじ）を高精度に加工して課題を解決するものである。
【００１３】
すなわち、請求項１の発明の対物レンズ鏡筒の加工装置は、レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒に加工する加工装置であって、前記対物レンズ鏡筒を保持するチャックと、このチャックを回転させるスピンドルと、前記対物レンズ鏡筒内の前記対物レンズに測定光を照射する光学系と、測定光が前記対物レンズを透過して結像する位置に配置される標本を有し該標本に結像したスポットを観察可能にする観察系と、前記標本の位置と前記対物レンズの焦点位置とが一致するように前記チャックと前記スピンドルとの相対位置を調整する位置調整機構部と、前記標本と前記対物レンズ鏡筒の前記取付面との間隔を一定に保った状態で前記チャックに保持した前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工し、前記取付ねじ部を加工する加工工具と、前記観察系を配置した観察系支持枠と、前記加工工具を取り付けたバイト台と、を備え、前記観察系支持枠と前記バイト台とが連結されており、前記加工工具と前記標本との間隔を一定の同焦距離に固定した状態で、前記観察系支持枠と前記バイト台とが測定光の光路に沿って一体的に移動可能となっていることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、標本の所定位置と対物レンズの焦点位置とが一致するように位置調整を行い、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面と標本との間隔を一定に保った状態で取付面の加工を行うと共に取付ねじ部の加工を行う。
【００１５】
このような加工では、標本と対物レンズ鏡筒の取付面との距離が常に一定となっているため、異なった対物レンズ鏡筒を加工しても、それに内蔵される対物レンズの焦点位置と取付面との距離が常に一定となる。このため、加工された対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付けても、レボルバに対する方向（取付位置または取付角度）が常に所定の方向となるため、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【００１６】
このような発明では、高価な自動位置決め機構や自動焦点合わせ機構が不要となり、また、再度の位置決めや焦点合わせが不要となって作業時間を短縮することができる。
【００１７】
請求項２の発明の対物レンズ鏡筒の加工装置は、レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒に加工する加工装置であって、前記対物レンズ鏡筒を保持するチャックと、このチャックを回転させるスピンドルと、前記対物レンズ鏡筒内の前記対物レンズに測定光を照射する光学系と、測定光が前記対物レンズを透過して結像する位置に配置される標本を有し該標本に結像したスポットを観察可能にする観察系と、前記標本の位置と前記対物レンズの焦点位置とが一致するように前記チャックと前記スピンドルとの相対位置を調整する位置調整機構部と、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記対物レンズ鏡筒の前記取付面との間隔を同焦距離とした状態で、前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工し、前記取付ねじ部を加工する加工工具と、前記観察系を配置した観察系支持枠と、前記加工工具を取り付けたバイト台と、を備え、前記観察系支持枠と前記バイト台とが連結されており、前記加工工具と前記標本との間隔を一定の同焦距離に固定した状態で、前記観察系支持枠と前記バイト台とが測定光の光路に沿って一体的に移動可能となっていることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、標本の所定位置と対物レンズの焦点位置とが一致するように位置調整を行い、対物レンズを透過して結像する位置に配置された標本との間隔を同焦距離に固定した加工工具によって、対物レンズ鏡筒の取付面の加工を行うと共に取付ねじ部の加工を行う。
【００１９】
この加工では、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面と標本との距離が常に一定の同焦距離となっているため、異なった対物レンズ鏡筒を加工しても、それに内蔵される対物レンズの焦点位置と取付面との距離が常に一定となる。このため、加工された対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付けても、レボルバに対する方向（取付位置または取付角度）が常に所定の方向となるため、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【００２０】
また、請求項１又は２記載の発明は、対物レンズ鏡筒の加工装置であって、前記標本を有する観察系を配置した観察系支持枠と対物レンズ鏡筒の少なくとも取付面を加工する加工工具を取り付けたバイト台とが連結されており、対物レンズ鏡筒の取付面を加工する加工工具と標本との間隔を一定の同焦距離に固定した状態で、観察系支持枠とバイト台とが測定光の光路に沿って一体的に移動可能となっていることを特徴とする。
【００２１】
この発明では、観察系と少なくとも取付面を加工する加工工具とが一体的に移動可能となっていることから、加工工具は、標本と対物レンズ鏡筒の取付面との距離を常に同焦距離に保った状態で取付面を加工することができる。このような発明では、同焦距離が同じ対物レンズ鏡筒であれば、複数の対物レンズ鏡筒に対する取付面の加工の際にも、その都度、同焦距離の調整を行う作業が必要がなくなる。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１〜２のいずれかに記載の対物レンズ鏡筒の加工装置であって、前記加工工具は、前記取付面及び取付ねじ部を加工する工具であることを特徴とする。
【００２３】
この発明では、単一の加工工具によって、対物レンズ鏡筒の取付面及び取付ねじ部を加工するため、加工工具の数が少なく、簡単な構造とすることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の対物レンズ鏡筒の加工装置であって、前記加工工具は、前記取付面を加工する取付面加工工具と、取付ねじ部を加工する取付ねじ部加工工具とからなることを特徴とする。
【００２５】
このようにそれぞれの加工工具によって対物レンズ鏡筒の取付面及び取付ねじ部を個々に加工する場合には、対応した加工部位に合わせた加工工具を用いるため、高精度に加工することができると共に、加工時の制御を簡単に行うことができる。
【００２６】
また、前段での加工の際に、その加工工具が熱を帯びていても、その熱が後段の加工の加工工具に伝わることがなく、このため、熱による加工工具の伸縮がなく、高精度での加工を行うことができる。
【００２７】
請求項５の発明の対物レンズ鏡筒の加工方法は、レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒に加工する方法であって、前記対物レンズに照射した測定光を標本に結像させ、前記標本と前記対物レンズの焦点位置を一致させると共に、対物レンズ鏡筒の取付面を加工する加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設けるとともに、前記標本と前記対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を一定に保った状態で、前記取付台に対して加工工具を移動して、前記取付面及び前記取付ねじ部を加工することを特徴とする。
【００２８】
この発明では、標本と対物レンズの焦点位置を一致させると共に、対物レンズ鏡筒の取付面を加工する加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設け、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面と標本との間隔を一定に保った状態で取付台に対して加工工具を移動して取付面及び前記取付ねじ部を加工するため、標本と対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を一定に保った状態で取付面の加工及び取付ねじ部の加工を行うことができ、このため、加工後の対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付け、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【００２９】
請求項６の発明の対物レンズ鏡筒の加工方法は、レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵する対物レンズ鏡筒に加工する方法であって、 前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を同焦距離とし、前記結像する位置を標本の位置にする観察系と該標本に対し同焦距離を保った位置に固定した加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設けると共に、前記観察系と前記取付台とを一体に移動する移動手段を測定光の光路に沿って移動自在に配置し、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記標本の位置が一致するように前記移動手段を測定光の光路に沿って移動調整し、その後、前記同焦距離に保った位置に固定した前記加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工する工程及び前記加工工具または前記加工工具とは異なる加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付ねじ部を加工する工程を行うことを特徴とする。
【００３０】
この発明では、対物レンズに照射した測定光が結像する位置と対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を同焦距離とし、前記結像する位置を標本の位置にする観察系と該標本に対し同焦距離を保った位置に固定した加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設けると共に、前記観察系と前記取付台とを一体に移動する移動手段を測定光の光路に沿って移動自在に配置し、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記標本の位置が一致するように前記移動手段を測定光の光路に沿って移動調整し、その後、前記同焦距離に保った位置に固定した前記加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工する工程及び前記加工工具または前記加工工具とは異なる加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付ねじ部を加工する工程を行うことから、異なった対物レンズであっても焦点位置と取付面との距離が常に一定の同焦距離となる。このため、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を顕微鏡の光学機器のレボルバに取り付け、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における加工装置であり、図２はレボルバに対する対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の装着状態である。
【００３３】
対物レンズ鏡筒１は対物レンズ１ａを構成するレンズ群（図示省略）を内部に有している。図２に示すように対物レンズ鏡筒１の上部には、平面である取付面２３及びこの取付面２３に雄ねじの有効径の中心軸線が垂直になるような取付ねじ部２４（雄ねじ）が形成されている。
【００３４】
そして、レボルバ２５には対物レンズ鏡筒１を取り付けるための平坦な当て付け面２５ａ及び支持ねじ部２５ｂ（雌ねじ）が、レボルバ２５の回転軸２５cを中心にして円周方向に沿って複数箇所形成されている。対物レンズ鏡筒１は取付ねじ部２４（雄ねじ）をレボルバ２５の支持ねじ部２５ｂ（雌ねじ）に螺合させ、取付面２３をレボルバ２５の平坦な当て付け面２５ａに当て付けることによりレボルバ２５に装着される。従って、レボルバ２５に対する対物レンズ鏡筒１の取付位置及び取付角度（取付方向）は、取付面２３及び取付ねじ部２４によって決定される。これにより、対物レンズ鏡筒１に内蔵される対物レンズ１ａの焦点位置Ｐ（図２で２点鎖線で示す結像光束の位置）から取付面２３までの距離Ｌも決定されることになり、この距離Ｌおよび取付の方向が対物レンズを内蔵した全ての対物レンズ鏡筒において同一であると、対物レンズの切換に際して再度の位置決めや焦点合わせの必要がなくなる。
【００３５】
対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１の加工装置は、図１の正面図で示すように、旋盤のスピンドル５と、スピンドル５に取り付けられると共に後述するチャック２を保持し、保持したチャック２の位置および向きをスピンドル５の回転中心軸線に対し調整自在とする位置調整手段としての位置調整機構部４と、この位置調整機構部４に取り付けられたチャック２と、チャック２に保持される対物レンズ鏡筒１内の対物レンズ１ａに対し測定光としての平行光束を照射する第１の光学系としての光学系９と、対物レンズ１ａを透過して結像したスポット（スポット像ともいう）を観察可能とする観察系１４と、対物レンズ鏡筒１の取付面２３を加工するように対物レンズ鏡筒１に対し進退自在に制御される取付面加工工具としての取付面切削バイト１６と、対物レンズ鏡筒１の取付ねじ部２４を加工するように対物レンズ鏡筒１に対し進退自在に制御され、またスピンドル５の回転中心軸線に平行な方向にも移動自在な取付ねじ部加工工具としての取付ねじ部切削バイト１８とを備えている。
【００３６】
チャック２は加工される対物レンズ鏡筒１の外周面をチャッキングし保持することにより、対物レンズ鏡筒１に内蔵される対物レンズ１ａを位置決め保持するものである。チャック２にはスリット２ａが設けられてチャック部分の内径が縮径されるようになっている。チャック２における対物レンズ鏡筒１の外周面と接触するチャック部分の内面には、ベークライト、デルリン（商標名）等の非金属材料からなる緩衝材３が貼り付けられることにより、チャック時に対物レンズ鏡筒１の外周面を傷付けることがないようになっている。なお、チャッキングにより保持される対物レンズ鏡筒１は、内部には対物レンズ１ａを構成するレンズ群（単玉レンズでもよい）が組み込まれており、外部には取付面２３及び取付ねじ部２４を形成する前の切削代２３ａ及び２４ａ（図３（ａ）でそれぞれを２点鎖線で示す部分）が若干残っているものである。この切削代２４ａを有する部分の外径ｍ１は、図３（ｂ）で示す取付ねじ部２４のねじ外径ｍ２より大きく、また、切削代２３ａを有する部分の厚さｔ１は取付面２４を形成した後の厚さｔ２よりも厚くなっている。
【００３７】
図１において、スピンドル５は、旋盤の周知の回転駆動源となるモータ（不図示）に連結され、スピンドル５に取り付けられた位置調整機構部４とともにチャック２を回転させる。スピンドル５は紙面における左右方向及び上下方向での振れが極小となるように調整されている。これは、後述する取付面加工工具である取付面切削バイト１６によって対物レンズ鏡筒１の取付面２３を加工する際の取付面２３の面精度を向上させるためである。また、光学系９から対物レンズ１ａに対して照射される平行光の光路に対するスピンドル５の回転中心軸線（回転中心軸ともいう）との平行度のズレもサブミクロンオーダの精度で調整してある。
【００３８】
スピンドル５は回転駆動源となるモータ（図示省略）によって回転駆動するが、モータの発熱による加工装置全体の熱変位を抑制するため、モータを取り付けた架台（図示省略）を図１に示すスピンドル５や観察光学系４等の構成とは別に設け、さらにモータおよびモータを取り付けた架台は、エアで冷却されるようになっている。なお、スピンドル５の形態としてはベアリングを組み合わせたもの、エアスピンドルを用いたもの、その他のものを使用することができる。
【００３９】
チャック２の位置および向きをスピンドル５の回転中心軸線に対して調整する位置調整機構部４は、スピンドル５に取り付けられるとともに、このスピンドル５の回転中心軸線に対するチャック２の調整すなわちチャック２に保持される対物レンズ鏡筒１の調整をシフト及びチルト方向にすることにより、スピンドル５及びチャック２（対物レンズ１ａ）の相対位置を調整する。この調整は、光学系９から照射される平行光の光路に対する調整、すなわち平行光が対物レンズ１aによって結像する位置とスピンドル５の回転中心軸線との位置関係の調整であり、後述の結像する位置に配置される標本１０とスピンドル５の回転中心軸線との交点（標本１０の所定位置）に対し平行光が対物レンズ１aにより結像する位置（焦点位置）を一致させる調整となる。そして、この調整後の状態でスピンドル５に対してチャック２すなわち対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１を固定する。微調整の構造としては、ガイドシャフトとマイクロヘッドを用いて行うものや、磁石を用いて行うものなどを選択することができる。
【００４０】
図４はガイドシャフト及びマイクロヘッドを用いて調整を行う位置調整機構部の一例を示している。この位置調整機構部５０では、スピンドル５の上面に対し下面が取り付けられた台座 ５１ａの上に、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ移動制御（シフト制御）されるＸステージ５１ｂおよびＹステージ５１ｃからなるＸＹステージ５１が取り付けられている（各ステージ５１ｂ、５１ｃには、各方向に押し引き作動用のマイクロヘッドが取り付けられているが、不図示である）。
【００４１】
そして、ＸＹステージ５１上には、ＸＺ軸で形成される面に沿って移動する、即ちＸＺ方向のチルト調整ステージ５３が設けられている。このＸＺ方向のチルト調整ステージ５３は、ＸＹステージ５１上に設けられている一対のガイド受け５１ｄに支持されたガイドシャフト５２を中心に回動するようになっている。
【００４２】
チルト調整ステージ５３におけるガイドシャフト５２を挟んだ一側は、該ステージ５３の下面に配置されたばね５４によってＦ方向に付勢されていると共に、他側には、マイクロヘッド５５が取り付けられている。この構造では、マイクロヘッド５５の調整つまみを回転操作することにより、チルト調整ステージ５３がＸＺ方向に傾くため、同方向へのチルト調整を行うことができる。
【００４３】
さらに、ＸＺ方向のチルト調整ステージ５３上には、ＹＺ軸で形成される面に沿って移動する、即ちＹＺ方向のチルト調整ステージ５６が設けられている。ＸＺ方向のチルト調整ステージ５６は、前記一対のガイド受け５１ｄと直交する方向に設けられた一対のガイド受け５３ａによって支持されている。ＸＺ方向のチルト調整ステージ５６には、前記ガイドシャフト５２の軸方向と直交する方向のガイドシャフト５７が設けられており、このガイドシャフト５７を中心としてＹＺ軸で形成される面に沿って回動する。チルト調整ステージ５６上に取り付けられたマイクロヘッド ５８の調整つまみを回転操作することによりＹＺ方向に傾くため、同方向のチルト調整を行うことができる。なお、マイクロヘッドに対して他側に設けられるバネは不図示である。
【００４４】
上述したチャック２は、チルト調整ステージ５６の上に取り付けられている。なお、台座５１ａ、Ｘステージ５１ｂ、Ｙステージ５１ｃ、チルト調整ステージ５３およびチルト調整ステージ５６の各部材の中央部分およびスピンドル５の中心部分には、チャック２に保持される対物レンズ鏡筒１が移動調整可能なように、それぞれ孔（貫通孔）が形成されている。
【００４５】
光学系９は、対物レンズ鏡筒１内の対物レンズ１ａに測定光としての平行光を照射するものであり、チャック２の上方に配置されている。光学系９は光源としてのレーザ６、光源からの光を平行光にするためのレンズ系７、平行光を偏向させるためのＰＢＳ（偏向ビームスプリッタ）８を備えている。レーザ６としては、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを用いることが良好である。なお光源として、ハロゲン、水銀、メタルハライド等のランプを用いることもできる。
【００４６】
観察系１４はスピンドル５の下方側に配置され、チャック２に保持された対物レンズ鏡筒１内の対物レンズ１ａ側から標本１０、コリメートレンズ１１、結像レンズ１２、ＣＣＤ１３が平行光の光路上に順に、観察系支持枠３０に配置されることにより構成されている。又、ＣＣＤ１３には、モニタ１５が接続されている。なお、観察系支持枠３０に配置される前記各要素の取付部材は、図示を省略している。
【００４７】
標本１０は平行平板のガラス板に多層膜を形成することにより、光学系９からの平行光の一部を反射し、一部を透過させるハーフミラーからなっている。この標本１０は光学系９からの平行光の光路となるスピンドル５の回転中心軸線に対して直交するように配置されている。
【００４８】
ＣＣＤ１３は標本１０を透過し、コリメートレンズ１１および結像レンズ１２からなる光学系（第２の光学系）によって結像したスポット（第２のスポット像）をモニタ１５に写し出すようになっている。なお、このスポットがモニタ１５の中心に来るように、すなわち対物レンズ１ａにより標本１０に結像したスポット（第１のスポット像）が、コリメートレンズ１１および結像レンズ１２によってモニター１５の中心に第２のスポット（第２のスポット像）として位置するように、スピンドル５の回転中心軸線と、モニター１５の中心と、標本１０、コリメータレンズ１１、結像レンズ１２およびＣＣＤ１３からなる観察系１４との位置関係が本加工装置製作時に調整されている。
【００４９】
観察系１４を載置した観察系支持枠３０は、スポットが最小になるときが合焦位置になるように予め調整した状態で、モニタ１５上に映し出されるスポット（第２のスポット像）を最小にするように、平行光の光路に沿って（図では上下方向）調整可能となっている。
【００５０】
この調整は、観察系支持枠３０がスピンドル５の回転中心軸線に平行に配置された一対のガイド部材１４ａに案内され且つパルスモータ３１に接続されることによって移動制御されて行われる。なお、パルスモータ３１の代わりに、マイクロヘッドを用い、自動あるいは手動の構成として移動制御してもよい。
【００５１】
この実施の形態では、後述するように、取付面切削バイト１６を取り付けた第１のバイト台３３と、観察系１４を配置した観察系支持枠３０とがＬ字形の連結アーム２６によって連結されている。観察系支持枠３０及び連結アーム２６は、測定光の光路に沿って移動する移動手段となっている。従って、観察系１４及び取付面切削バイト１６とが一体となって光路(スピンドル５の回転中心軸線)に沿って移動可能となっている。この移動調整は上述したパルスモータ３１によって行われる。
【００５２】
このように連結アーム２６によって観察系１４と取付面切削バイト１６とが一体的となっているため、観察系１４の標本１０の位置と取付面切削バイト１６（即ち、該バイトの刃先１６ａ）との位置関係（切削バイト１６の刃先１６ａがスピンドル５の回転中心軸線に垂直な方向に移動したときの該刃先１６ａと標本１０との前記回転中心軸線上での距離）を予め設定した状態で、取付面切削バイト１６をスピンドル５の回転中心軸線に垂直な方向に移動してチャック２に保持された対物レンズ鏡筒１の取付面２３を切削加工することにより、標本１０の上面から対物レンズ鏡筒１の取付面２３までの距離を常に一定にすることができる。
【００５３】
このため、第１のバイト台３３に取り付けられた取付面切削バイト１６は、紙面の平面方向の一軸（スピンドル５の回転中心軸線に直交する方向）に沿って移動可能となっており、そのための一対のガイド部材３３ａが設けられている。そして取付面切削バイト１６はガイド部材３３ａに沿って進退移動するバイト固定台座３３ｂに取り付けられ、バイト固定台座３３ｂがモータ１７に連結されている。このような構造では、取付面切削バイト１６は、バイト固定台座３３ｂと共にスピンドル５の回転中心軸線に直交する軸に沿いながら対物レンズ鏡筒１側に駆動されることにより、対物レンズ鏡筒１の取付面２３の切削代２３a部分（図３（a）図示）を切削する。なお、取付面切削バイト１６の移動方向は、スピンドル５の回転中心軸線と精密に直角となるように、切削面取付バイト１６を本加工装置の第１のバイト台３３にバイト固定台座３３ｂを介して取付けた時に図示せぬ測定装置により予め位置出しされている。
【００５４】
Ｌ字形の連結アーム２６によって第１のバイト台３３と観察系支持枠３０とを連結することにより、取付面切削バイト１６が観察系１４と一体となっており、従って、観察系１４の標本１０と取付面切削バイト１６（即ち、該バイトの刃先１６ａ）との間隔が常時、同焦距離として設定されている。即ち、対物レンズ１ａに入射した平行光が、対物レンズ１ａによって結像した位置（焦点位置）と、対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１の取付面との間隔Ｌがスピンドル５の回転中心軸線上で同焦距離となるように一定になっている。
【００５５】
これにより、異なる倍率の対物レンズを内蔵する複数の対物レンズ鏡筒１、或いは同じ倍率の対物レンズを内蔵する多数個の対物レンズ鏡筒１を製作する際にも、標本１０の上面から取付面２３（取付面切削バイト１６の刃先１６ａ）の間での間隔が同焦距離として一定となるようにセットされていることになる。なお、取付面切削バイト１６の材質としては、単結晶ダイヤモンド、超硬金属、ハイスなどを用いることができる。又、取付面切削バイト１６を第１のバイト台３３に取り付ける際の段取り時には、ツールプリセッタなどによって位置決めしてからセットする。
【００５６】
対物レンズ鏡筒１に支持ねじ部２４を切削するための取付ねじ部切削バイト１８は、取付面切削バイト１６とは別個に設けられている。このため、取付ねじ部切削バイト１８は第１のバイト台３３とは別個の第２のバイト台３４に取り付けられている。この取付ねじ部切削バイト１８は、紙面の平面方向の一軸（スピンドル５の回転中心軸線に直交する軸）と該軸に垂直な軸（スピンドル５の回転中心軸線と平行な方向の軸）との２軸に沿って移動可能となっている（第２のバイト台３４を案内するガイド部材、これを支持する台、およびこの台を案内するガイド部材は不図示である）。
【００５７】
そして、取付ねじ部切削バイト１８はＮＣ制御モータ１９の制御によって、第２のバイト台３４をスピンドル５の回転中心軸線に直交する軸に沿いながら対物レンズ鏡筒１側に、又はスピンドル５の回転中心軸線に平行な軸に沿いながら上下に、あるいは両者の組合わせによって移動し、対物レンズ鏡筒１の取付ねじ部２４の切削代部分２４ａを切削加工する。このため制御モータ１９は直交する上下（スピンドル５の回転中心軸線と平行な方向）及び左右（スピンドル５の回転中心軸線に垂直な方向）の２方向への移動を制御する第１モータ１９ａ及び第２モータ１９ｂを有するものである。この切削バイト１８も取付面切削バイト１６と同様、本加工装置の第２のバイト台３４への段取り時にツールプリセッタにより、スピンドル５の回転中心軸線に直交するように、また左右の移動方向も、スピンドル５の回転中心軸線と直角になるように予め位置決めしてからセットされる。
【００５８】
取付ねじ部切削バイト１８による加工は、ねじの外径加工、完全ねじ部形成のためのねじ切削を行う。このため、この実施の形態では、外径加工用とねじ切り用の２つの刃が一体となったバイトを使用するものである。
【００５９】
このバイト１８は、図５に示すように、外径加工の刃先１８ａが突出しており、この刃先１８ａに対して、間隔ｎ、間隔ｒを設けてねじ切り用の刃先１８ｂが形成されている。この間隔ｎは、刃先１８ａによるねじの外径加工の際、刃先１８ｂが対物レンズ鏡筒１に接触しないように設定され、また、間隔ｒは、刃先１８ｂによる完全ねじ部形成の際、刃先１８ａがレンズ鏡筒に接触しないようにねじの長さよりも大きく設定されている。
【００６０】
このように、取付ねじ部切削バイト１８と取付面切削バイト１６の２種類のバイトを用いることにより、例えば、取付ねじ部切削加工後に取付面切削加工を行う加工工程を採用する場合、前段で行う取付ねじ２４の切削加工中に発生したバイト１８の熱（切削熱）が取付面２３を切削する際にはそのバイト１８から伝わることがなくなる。
【００６１】
これにより、対物レンズ鏡筒１の全長方向が、前段での切削熱を有するバイト１８を使用することにより、切削熱で伸びて対物レンズの光学特性が変化し、標本１０の上面から取付面までの距離が変化することを防止することができる。
【００６２】
次に、この実施の形態による加工方法について説明する。
【００６３】
対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１をチャック２内に挿入し、チャック２を閉じることにより対物レンズ鏡筒１をチャック２に保持する。この対物レンズ鏡筒1における取付ねじ部と取付面の加工状態前は、図３（ａ）のように切削代２３ａ、２４ａがある。
【００６４】
次いで、光学系９から平行光を照射しながら、対物レンズ１ａおよび観察系１４を介して光学系９からの平行光の結像をモニタ１５に写し出した状態で、スピンドル5を介してチャック2および対物レンズ鏡筒１を回転させる。
【００６５】
そして、第１段階として、対物レンズ１ａによって標本１０に結像されるスポット(第１のスポット像)が最小（最小径）になるように、即ちＣＣＤ１３を介してモニタ１５上に映し出されるスポット（第２のスポット像）を最小にするように観察しながら、平行光の光路に沿って、即ち、スピンドル５の回転中心軸線に沿って観察系支持枠３０をパルスモータ３１によって移動制御する。この第１段階により、モニタ１５上でのスポットを最小にする。
【００６６】
その後、第２段階として、モニタ１５を観察しながら、スピンドル５を回転させつつスポット（第２のスポット像）の回転軌跡の中心がモニタ１５の中心に位置するようにし、次いで、スポット（第２のスポット像）の位置がモニタ１５の中心に一致するように、チャック2に保持された対物レンズ鏡筒1のＸ方向、Ｙ方向へのシフト調整およびＸＺ方向、ＹＺ方向へのチルト調整を位置調整機構部４により行う。これにより、スポット（スポットの位置）をスピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点（所定位置）上に位置させる。
【００６７】
第２段階を終了した時点で、モニタ１５上に映し出されたスポットが最小になっているかをチェックし、スポットが最小になっていたら、対物レンズ鏡筒１の位置で位置調整機構部４を固定する。
【００６８】
スポットが最小になっていない場合は、上述した第１段階と第２段階の各調整を反復して最小に設定した後、位置調整機構部４を固定する。なお第１段階と第２段階の調整操作は逆に行ってもよい。また、第１段階でスポットが最小で且つスポットの位置がモニタの中心に位置している場合には、第２段階の調整を行う必要がない。
【００６９】
このようにして、スポット（結像）がモニタ１５の中心に（即ち、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点に）一致するように位置調整機構部４を調整することにより、平行光束の焦点の位置Ｐが常に標本１０の所定位置にあって、いずれの対物レンズにおいても一定に定まる位置となる。
【００７０】
この状態で、制御装置からの制御指令によりモータ１７のスタートスイッチ（図示省略）を押すことにより、取付面切削バイト１６がスピンドル５の回転中心軸線に直交する軸に沿いながら対物レンズ鏡筒１側に移動し、取付面切削バイト１６の刃先１６ａにより、対物レンズ鏡筒１の取付面２３の端面切削を行う。この端面切削により対物レンズ鏡筒１の不完全ねじ部も形成される。
【００７１】
その後、モータ１７により取付面切削バイト１６を後退させ、NC制御モータ１９の第２のモータ１９ｂにより取付ねじ部切削バイト１８を対物レンズ鏡筒１側に移動し、次いで第１のモータ１９ａによりスピンドル５の回転中心軸線と平行な方向に移動して取付ねじ部切削バイト１８の外径加工用刃先１８aにより取付ねじ部２４のねじ外径を切削する。
【００７２】
ねじ外径の切削が終了した時点で、第２のモータ１９ｂにより対物レンズ鏡筒１に対してバイト１８を一旦後退し、その後第１のモータ１９ａにより前記とは逆方向送りする。そして、第２のモータ１９ｂにより再度バイト１８を対物レンズ鏡筒１側に向けて移動したのち、第１のモータ１９ａにより再度スピンドル５の回転中心軸線と平行な方向に移動しながら取付ねじ部切削バイト１８のねじ切削用刃先１８bによって残余の削りしろを切削除去して取付ねじ部２４（完全ねじ部）を切削加工する。
【００７３】
次の対物レンズ鏡筒１を切削加工する際は、加工後の対物レンズ鏡筒１をチャック２から外した後、同様の段取りを行った後、次の加工を行う。これによって、どの対物レンズ鏡筒１を加工しても、対物レンズ鏡筒１に内蔵された対物レンズ１ａの焦点位置から対物レンズ鏡筒１の取付面２３位置までのスピンドル５の回転中心軸線上における距離を常に同焦距離として一定にすることができる。
【００７４】
従って、観察者が顕微鏡等の光学機器のレボルバ２５に対物レンズ鏡筒１を取り付け、レボルバ２５を回転して対物レンズを低倍率のものから高倍率のものに切り換えても焦点がずれることがなく、視野中心を一定とすることができる。これにより、観察や測定の際の操作性が向上すると共に、煩雑な構造の自動焦点合わせ機構や移動位置決め機構が不要となる。
【００７５】
なお、この実施の形態では、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点を所定位置とし、この位置に対物レンズ１ａの焦点を一致させるように、位置調整機構部４のシフト調整およびチルト調整を行ったが、これに限らず、前記所定位置に対し焦点を一致させるのは、シフト調整あるいはチルト調整のみで行ってもよい。
【００７６】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における対物レンズ鏡筒の加工装置を示す。この実施の形態では、チャック２とスピンドル５との間に配置された位置調整機構部４に調整モータ２１が連結されている。
【００７７】
調整モータ２１は第１モータ２１ａ及び第２モータ２１ｂの二つのモータによって構成されており、位置調整機構部４のＸテーブルおよびＹテーブルを少なくとも２方向に自動制御するようになっている。二つのモータ２１ａ、２１ｂは制御装置２０に接続されており、チャック２に保持された対物レンズ鏡筒１内に内蔵される対物レンズ１ａを介して、光学系９から照射される平行光を標本１０上に結像したスポット(第１のスポット像)を観察系１４を介してモニタ１５で観察し、モニタ１５上におけるスポットの位置を制御装置２０によってフイードバックすることにより、スポットがモニタ１５の中心に一致するようにＸＹ方向にシフト制御して位置決めすることができる。
【００７８】
なお、ＸＺ方向およびＹＺ方向のチルト調整テーブルは、平行光が対物レンズ１ａによって結像した位置（焦点位置）と標本１０の所定位置との一致を容易にするために実施の形態１と同様に設けられており、各マイクロヘッドの代わりに制御装置２０によって制御される制御モータを用いるようにしてもよい。
【００７９】
以上に加えて、この実施の形態では、観察系１４を載置した観察系支持枠３０と取付面切削バイト１６を取り付けた第１のバイト台３３とを連結する連結アーム２６が、観察系１４の標本１０とバイト１６の刃先１６ａとの間隔を同焦距離に固定した状態で上下動するように、上下動用のパルスモータ２２に連結されている。上下動用のパルスモータ２２は観察系１４と取付面切削バイト１６とが一体となって平行光の光路に沿って、即ちスピンドル５の回転中心軸線方向に上下動できるように制御するものである。
【００８０】
このように上下動用のパルスモータ２２を設けることにより、モニタ１５上のスポットが最小径になるように制御装置２０内で画像処理し、合焦した位置で取付面切削バイト１６を位置決めすることができる。このとき、観察系１４と取付面切削バイト１６とが連結アーム２６によって連結されているため、観察系１４も取付面切削バイト１６と一体となって移動する。このため、標本１０と取付面切削バイト１６（バイト１６の加工する部分である刃先１６ａ）との間隔を前記同焦距離として予め設定しておくことにより、同焦距離を保った状態で対物レンズ鏡筒１の取付面２３を加工することができる。
【００８１】
このような実施の形態では、位置調整機構部４に保持された対物レンズ鏡筒１内の対物レンズ１ａの、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点（所定位置）に対する位置ずれと焦点ずれとを自動制御によって補正するため、対物レンズ鏡筒１を作製する作業時間を短縮することができる。
【００８２】
（実施の形態３）
図７及び図８は、実施の形態３における対物レンズ鏡筒の加工装置を示す。この実施の形態では、１つの加工工具で対物レンズ鏡筒１の取付面２３の加工と、取付ねじ部２４の加工を実施するものである。
【００８３】
図７の正面図で示すように、標本１０を有する観察系１４を備えた観察系支持枠３０と第１のバイト台３３とを連結するＬ字型の連結アーム２６によって、移動手段を形成している。連結アーム２６の上部側には、スピンドル５の回転中心軸線に対し平行なアリ溝構造の凸ガイド６０と、該凸ガイド６０の中央に穿設された長孔６１とが形成されている。
【００８４】
そして、図８に示すように連結アーム２６の上部側の凸ガイド６０には、凸ガイド６０と嵌合する凹状のアリ溝６２を有した第１のバイト台３３が取り付けられている。第１のバイト台３３はアリ溝６２の中央を通るボルト孔が貫通しており、ボルト孔および長孔６１を貫通したボルト６４とその一端にネジ締めされたナット６５とによって、連結アーム２６と一体的に固定されている。
【００８５】
第１のバイト台３３の上面には、アリ溝６２と平行な一対のガイド部材６６が固定されている。一対のガイド部材６６上には、ガイド部材６６に沿って上下動自在なバイト支持台６７が取り付けられている。
【００８６】
バイト支持台６７は、第１のバイト台３３上のモータ６８によって、上下方向（スピンドル５の回転中心軸線方向）に移動自在に制御されるようになっている。このバイト支持台６７は、第１のバイト台３３上面に固定された基準位置停止ストッパ７０によって、下動側停止位置が設定されている。
【００８７】
また、バイト支持台６７上には、アリ溝６７の向きと直交する方向（スピンドル５の回転中心軸線に直交する方向）に延びた一対のガイド部材７１が固定されている。ガイド部材７１の上には、ガイド部材７１に沿って水平方向に移動自在なバイト固定台座７２が取り付けられ、バイト支持台６７上のモータ７３によって水平方向（スピンドル５の回転中心軸線直交する方向）に移動制御されるようになっている。
【００８８】
実施の形態３においては、対物レンズ鏡筒１の取付面２３を加工し、かつ取付ねじ部２４の加工する加工工具としてのバイト７４がバイト固定台座７２に取り付けられている。そして、第１のバイト台３３上面の基準位置停止ストッパ７０により、バイト支持台６７が停止したときには、バイト固定台座７２に取り付けられたバイト７４の位置は、対物レンズ１ａの焦点位置に移動され配置される標本１０に対して該バイト７４（即ち、バイト７４の刃先７４ａ）との間隔が同焦距離Ｌとなるように設定されている。
【００８９】
実施の形態３による加工方法について説明する。
【００９０】
実施の形態１と同様に、対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１をチャック２内に挿入し、チャック２を閉じることにより対物レンズ鏡筒１をチャック２に保持する。この対物レンズ鏡筒１における取付ねじ部と取付面の加工以前では、図３（ａ）のように切削代２３ａ、２４ａがある。次いで、光学系９から平行光を照射しながら対物レンズ１ａおよび観察系１４のＣＣＤ１３を介して光学系９からの平行光の結像をモニタ１５に写し出した状態で、スピンドル５を介してチャック２および対物レンズ鏡筒１を回転させる。
【００９１】
そして第１段階として、予めスポットが最小になるときが合焦位置になるように調整した状態で、対物レンズ１ａによって標本１０に結像されるスポット(第１のスポット像)が最小（最小径）になるように、即ちＣＣＤ１３を介してモニタ１５上に映し出されるスポット（第２のスポット像）を最小にするように、平行光の光路に沿って、即ちスピンドル５の回転中心軸線と平行な方向に、観察系支持枠３０をパルスモータ３１によって移動制御する。この第１段階で、モニタ１５上でのスポットを最小にする。
【００９２】
その後、第２段階として、モニタ１５を観察しながら、スピンドル５を回転させつつスポット（第２のスポット像）の回転軌跡の中心がモニタ１５の中心に位置するようにし、その後、該スポットの位置がモニタの中心に一致するように、チャック２に保持された対物レンズ鏡筒１のＸ方向、Ｙ方向へのシフト調整及びＸＺ方向、ＹＺ方向へのチルト調整を位置調整機構部４によって行う。これにより、スポット（スポットの位置）をスピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点（所定位置）に位置させる。
【００９３】
第２段階を終了した時点で、モニタ１５上に映し出されたスポットが最小になっているかをチェックし、スポットが最小になっていたら、対物レンズ鏡筒１の位置で位置調整機構部４を固定する。
【００９４】
スポットが最小になっていない場合は、第１段階と第２段階の各調整を反復して最小に設定した後、位置調整機構部４を固定する。なお、第１段階と第２段階の調整操作は逆に行ってもよい。また、第１段階でスポットが最小で、且つスポットの位置がモニタの中心に位置している場合には、第２段階の調整を行う必要がない。
【００９５】
このようにして、スポット（結像）がモニタ１５の中心に位置するように位置調整機構部４を調整することにより、対物レンズ鏡筒１による平行光束の焦点の位置Ｐが、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０のとの交点である所定位置にあって、いずれの対物レンズにおいても一定に定まる位置となる。
【００９６】
この状態で、制御装置からの制御指令によりモータ７３のスタートスイッチ（図示省略）を押すことにより、バイト７４がスピンドル５の回転中心軸線に直交する軸に沿いながら対物レンズ鏡筒１側に移動し、バイト７４の刃先７４ａにより、対物レンズ鏡筒１の取付面２３の端面切削を行う。この端面切削により対物レンズ鏡筒１の不完全ねじ部も形成される。その後、モータ７３によりバイト７４を後退させる。
【００９７】
次いで、モータ６８によりバイト支持台６７を基準位置停止ストッパ７０から離して上昇させると共にバイト７４をモータ７３により取付ねじ部２４の外径加工位置とし、その後、モータ６８によりバイト７４をスピンドル５の回転中心軸線に平行に上昇して取付ねじ部２４の外径の切削加工を行う。次いで、モータ７３により一旦バイト７４を後退させるとともにモータ６８によりバイト支持台６７を基準位置停止ストッパ７０の位置まで下降する。
【００９８】
そして、再度、モータ７３によりバイト固定台座７２を取付ねじ部２４の加工のためにスピンドル５の回転中心軸線と直交する向きに所定量送り込み、次いで、モータ６８とモータ７３の送り量の制御によりバイト７４の刃先７４ａの位置を制御して取付ねじ部２４の切削加工を行う。
【００９９】
この実施の形態では、対物レンズ鏡筒１のバイト７４による切削加工の一工程終了した後、バイト７４の切削熱の放熱が充分に行われるようにすると、１つの加工工具によって対物レンズ鏡筒１の取付面２３および取付ねじ部２４の切削加工をチャック２から対物レンズ鏡筒１を外すことなく、チャック２に対物レンズ鏡筒１を取り付けた状態で継続して加工することができる。なお、放熱を速めるために、窒素ガスなどの冷却気体を吹き付けてもよい。
【０１００】
次の対物レンズ鏡筒１を切削加工する際は、加工後の対物レンズ鏡筒１をチャック２から外した後、同様の段取りを行って後、次の加工を行う。これによって、どの対物レンズ鏡筒１を加工しても、対物レンズ鏡筒１に内蔵された対物レンズ１ａの焦点位置から対物レンズ鏡筒１の取付面２３位置までのスピンドル５の回転中心軸線上における距離を常に同焦距離として一定にすることができる。
【０１０１】
従って、観察者が顕微鏡等の光学機器のレボルバ２５に対物レンズ鏡筒１を取り付け、レボルバ２５を回転して対物レンズを低倍率のものから高倍率のものに切り換えても焦点がずれることがなく、視野中心を一定とすることができる。これにより、観察や測定の際の操作性が向上すると共に、煩雑な構造の自動焦点合わせ機構や移動位置決め機構が不要となる。また、単一のバイト７４によって、対物レンズ鏡筒１の取付面２３及び取付ねじ部２４の加工を行うため、バイトの数が少なくなると共に、バイトを設置するためのスペースが小さくなり、小型化することができる。
【０１０２】
なお上記実施の形態２、３では、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点を所定位置とし、この位置に対物レンズ１ａの焦点を一致させるように位置調整機構部４のシフト調整およびチルト調整を行ったが、これに限らず、所定位置に対し対物レンズ１ａの焦点を一致させる操作を実施の形態１と同様にシフト調整あるいはチルト調整のみで行ってもよい。
【０１０３】
以上の説明から、本発明は次に示す付記項の発明を包含するものである。
【０１０４】
（付記項１） レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及びレボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵する対物レンズ鏡筒に加工する方法であって、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を同焦距離とし、前記結像する位置を標本の位置にする観察系と該標本に対し同焦距離を保った位置に固定した加工工具とを移動手段に隔離して設けるとともに該移動手段を前記測定光の光路に沿って移動自在に配置し、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と標本の位置とが一致するように前記移動手段を前記測定光の光路に沿って移動調整するとともに、該標本の所定位置と対物レンズに照射した測定光が結像する位置とが一致するように位置調整し、その後、前記同焦距離に保った位置に固定した加工工具により対物レンズ鏡筒の取付面を加工する工程及び前記加工工具または前記加工工具とは異なる加工工具により対物レンズ鏡筒の取付ねじ部を加工する工程を行うことを特徴とする対物レンズ鏡筒の加工方法。
【０１０５】
この発明では、対物レンズに照射した測定光が結像する位置と標本の位置とを一致させると共に、標本の所定位置と対物レンズに照射した測定光が結像する位置とを一致させ、その後、この結像する位置（即ち、標本の位置）に対し同焦距離を保って固定した加工工具により対物レンズ鏡筒を加工するため、異なった対物レンズ鏡筒であっても焦点位置と取付面との距離が常に一定の同焦距離となる。このため、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を顕微鏡の光学機器のレボルバに取り付け、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【０１０６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、観察系の標本の位置と対物レンズの焦点位置とが一致するように位置調整した後、標本と対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を一定に保った状態で取付面の加工及び取付ねじ部の加工を行うことができる。この加工により、対物レンズ鏡筒に内蔵される対物レンズの焦点位置と取付面との距離が常に一定となるので、加工された対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付けてもレボルバに対する方向（取付位置または取付角度）が常に所定の方向となるから、レボルバの回転で低倍率のものから高倍率のものへと対物レンズを交換した際にも、視野中心がずれず、測定個所を再び探す必要がなく、操作性が向上するばかりでなく、自動位置決め機構が不要なため、対物レンズ鏡筒を取り付ける顕微鏡等の光学機器の構成を単純かつ安価にできる。
【０１０７】
請求項２の発明によれば、観察系の標本の位置と対物レンズの焦点位置とが一致するように位置調整した後、標本と対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を同焦距離に固定した加工工具により取付面の加工及び取付ねじ部の加工を行うことができる。この加工により、対物レンズ鏡筒に内蔵される対物レンズの焦点位置と取付面との距離が常に同焦距離となるので、加工された対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付けてもレボルバに対する方向（取付位置または取付角度）が常に所定の方向となるから、レボルバの回転で低倍率のものから高倍率のものへと対物レンズを交換した際にも、視野中心がずれず、測定個所を再び探す必要がなく、操作性が向上するばかりでなく、自動位置決め機構が不要なため、対物レンズ鏡筒を取り付ける顕微鏡等の光学機器の構成を単純かつ安価にできる。
【０１０９】
請求項３の発明によれば、請求項１〜２の発明と同様な効果を有するのに加えて、単一の加工工具によって対物レンズ鏡筒の取付面及び取付ねじ部を加工するため、加工工具の数が少なく、簡単な構造とすることができる。
【０１１０】
請求項４の発明によれば、請求項１〜２の発明と同様な効果を有するのに加えて、取付面加工工具と取付ねじ部加工工具の２種類の工具を用いて加工することができ、前段の加工時に発生した加工工具の熱が対物レンズ鏡筒の後段の切削加工時に影響することがなく、対物レンズ鏡筒の全長が熱影響で伸びて焦点がずれることを防止できる。
【０１１１】
請求項５の発明によれば、異なった対物レンズであっても焦点位置と取付面との距離が常に一定となり、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を顕微鏡等のレボルバに取り付けて、対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【０１１２】
請求項６の発明によれば、異なった対物レンズであっても焦点位置と取付面との距離が常に一定の同焦距離となる。このため、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を顕微鏡の光学機器のレボルバに取り付け、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の加工装置を示す正面図である。
【図２】対物レンズ鏡筒をレボルバに取り付けた状態の部分破断正面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、対物レンズ鏡筒の加工前及び加工後を示す側面図である。
【図４】位置調整機構部の正面図である。
【図５】対物レンズ鏡筒を切削加工する加工工具の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２の加工装置を示す正面図である。
【図７】本発明の実施の形態３の加工装置を示す正面図である。
【図８】実施の形態３の加工装置のＡ−Ａ線における断面図である。
【図９】自動調整機能を備えた従来の顕微鏡のブロック図である。
【符号の説明】
１ 対物レンズ鏡筒
１ａ 対物レンズ
２ チャック
４ 位置調整機構部
５ スピンドル
９ 光学系
１０ 標本
１４ 観察系
１６ 取付面切削バイト（加工工具）
１８ 取付ねじ部切削バイト（加工工具）
２３ 取付面
２４ 取付ねじ部
２５ レボルバ
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡等の光学機器に使用するレンズ、特に対物レンズを内蔵した鏡筒（以下、対物レンズ鏡筒という）を加工する加工装置及び加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微小電子部品等の生産においては、顕微鏡などの光学機器を用いてその検査を行っている。例えば、光学機器が顕微鏡の場合、低倍率の対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒や高倍率の対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の複数個がレボルバに、それぞれ取付ねじ部を介して取り付けられている。これらの対物レンズ鏡筒のそれぞれに組み込まれる各対物レンズは、いずれの対物レンズにおいても、レボルバによる対物レンズの切換時には、焦点位置が一致するように調整されている。このような顕微鏡の操作では、観察者が接眼レンズを覗きながら、まず低倍率の対物レンズを用いて視野内に測定個所を位置決めして焦点合わせを行い、次にレボルバを回転させて高倍率の対物レンズに切り換えて測定を行う。
【０００３】
このようなレンズの切換が行われる操作において、低倍率の対物レンズと高倍率の対物レンズとの間で光軸のズレ又は倒れ若しくは焦点のズレなどの光学的な差違があると、低倍率の対物レンズから高倍率の対物レンズへ切り替え時に視野中心がずれて測定個所が外れたり、焦点がずれることがある。このような場合には、視野中心を合わせるために低倍率の対物レンズに再度切り換えて、再度の測定個所の位置決めや、焦点合わせを行う必要がある。
【０００４】
このような煩雑な操作をなくして検査対象となる個所（試料とも呼ばれる）を自動的に検査できるようにするため、顕微鏡等の光学機器に自動位置決め機構や自動焦点合わせ機構を設けることが行われている。図９はこのような自動焦点合わせ機構を備えた特開平５−８８０９１号公報に記載された模式的な構造の顕微鏡で、左側に光学系、右側に制御装置が示されている。
【０００５】
この顕微鏡は、試料１０３に焦点が合うように、試料１０３を載置した試料ステージ１０４を自動的に移動（図では上下方向に移動）させる機能を有している。この機能を実現するため、接眼レンズ１０５及び対物レンズ１０１に加えて、撮像素子１０６、半円状の透過平面板１０７及び制御装置１１０を備えている。なお、接眼レンズ１０５と対物レンズ１０１は、単レンズとして単純化しているが、実際には、各レンズ１０５、１０１の大部分は複数レンズから構成されるレンズ群であり、それぞれが接眼レンズ鏡筒及び対物レンズ鏡筒に組み込まれている。
【０００６】
半円状の透過平面板１０７は、接眼レンズ１０５と対物レンズ１０１との間に設けられており、パルスモータ１０８によって回転されることにより、これらのレンズ１０５，１０１間の光路内に挿入及び離脱する。パルスモータ１０８は制御装置１１０によって制御されるものである。
【０００７】
試料ステージ１０４は制御装置１１０によって制御されたパルスモータ１２０に連結されており、制御装置１１０からの指令に従って、光路内で上下方向に移動する。撮像素子１０６は接眼レンズ１０５の上方で、目視の場合の網膜の位置と等価な位置に位置するように顕微鏡の鏡筒に固定されており、その出力信号がビデオアンプ１０９によって増幅された後、制御装置１１０に送出される。制御装置１１０は、ＭＰＵ（処理装置）１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、バスライン１１４、モータドライバ１１５，１１６、Ａ／Ｄコンバータ１１７を備えている。
【０００８】
この顕微鏡では、制御装置１１０によって制御されるパルスモータ１２０により試料ステージ１０４を例えば下方から上方に移動させ、その移動の際に、光路内に透過平面板１０７を挿入した時と離脱した時とのそれぞれのコントラスト値を撮像素子１０６が測定し、制御装置１１０がそれらの値を比較する。この比較値から合焦点を求め、その位置まで試料ステージ１０４を移動させることにより自動的に試料に焦点が合うようにするものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９のように自動的に合焦させる機構を備えた顕微鏡では、構成部品が多くなり、構造が複雑で、高価となる問題がある。これに対し、観察者が手作業で視野中心を合わせる場合には、熟練を要したり、焦点合わせをする際に試料ステージの移動を微細に調整する必要があり、観察の際の負担となるばかりでなく、作業時間が長くなる問題がある。
【００１０】
本発明はこのような従来の問題点を考慮してなされたものであり、検査対象となる試料を観察したり測定する際に、自動位置決め機構や自動焦点合わせ機構を用いなくても、対物レンズを低倍率のものから高倍率のものに切り換えたときに、再度の位置決めや焦点合わせを必要とすることなく、観察や測定を行うことができる対物レンズ、具体的には対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を提供するため、対物レンズ鏡筒を加工する加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
光学機器のレボルバに取り付けた対物レンズ鏡筒の切換によって、対物レンズを低倍率から高倍率に切り換えた際に視野中心や焦点がずれるのは、レボルバの支持ねじ部（雌ねじ）のそれぞれに取付ねじ部（雄ねじ）を介して取り付けた各対物レンズ鏡筒におけるレボルバへの取付位置または取付角度がずれていたり、対物レンズ鏡筒に内蔵される対物レンズの焦点位置から対物レンズ鏡筒のレボルバへの取付面までの距離が対物レンズによってずれているためである。
【００１２】
本発明では、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒のレボルバへの取付位置またはレボルバへの取付角度および内蔵された対物レンズの焦点位置から対物レンズ鏡筒のレボルバへの取付面までの距離が、倍率が異なった対物レンズ間であっても常に同一となって位置決めや焦点合わせの必要がないように、対物レンズ鏡筒に対してレボルバへの取付面及び取付ねじ部（雄ねじ）を高精度に加工して課題を解決するものである。
【００１３】
すなわち、請求項１の発明の対物レンズ鏡筒の加工装置は、レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒に加工する加工装置であって、前記対物レンズ鏡筒を保持するチャックと、このチャックを回転させるスピンドルと、前記対物レンズ鏡筒内の前記対物レンズに測定光を照射する光学系と、測定光が前記対物レンズを透過して結像する位置に配置される標本を有し該標本に結像したスポットを観察可能にする観察系と、前記標本の位置と前記対物レンズの焦点位置とが一致するように前記チャックと前記スピンドルとの相対位置を調整する位置調整機構部と、前記標本と前記対物レンズ鏡筒の前記取付面との間隔を一定に保った状態で前記チャックに保持した前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工し、前記取付ねじ部を加工する加工工具と、前記観察系を配置した観察系支持枠と、前記加工工具を取り付けたバイト台と、を備え、前記観察系支持枠と前記バイト台とが連結されており、前記加工工具と前記標本との間隔を一定の同焦距離に固定した状態で、前記観察系支持枠と前記バイト台とが測定光の光路に沿って一体的に移動可能となっていることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、標本の所定位置と対物レンズの焦点位置とが一致するように位置調整を行い、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面と標本との間隔を一定に保った状態で取付面の加工を行うと共に取付ねじ部の加工を行う。
【００１５】
このような加工では、標本と対物レンズ鏡筒の取付面との距離が常に一定となっているため、異なった対物レンズ鏡筒を加工しても、それに内蔵される対物レンズの焦点位置と取付面との距離が常に一定となる。このため、加工された対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付けても、レボルバに対する方向（取付位置または取付角度）が常に所定の方向となるため、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【００１６】
このような発明では、高価な自動位置決め機構や自動焦点合わせ機構が不要となり、また、再度の位置決めや焦点合わせが不要となって作業時間を短縮することができる。
【００１７】
請求項２の発明の対物レンズ鏡筒の加工装置は、レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒に加工する加工装置であって、前記対物レンズ鏡筒を保持するチャックと、このチャックを回転させるスピンドルと、前記対物レンズ鏡筒内の前記対物レンズに測定光を照射する光学系と、測定光が前記対物レンズを透過して結像する位置に配置される標本を有し該標本に結像したスポットを観察可能にする観察系と、前記標本の位置と前記対物レンズの焦点位置とが一致するように前記チャックと前記スピンドルとの相対位置を調整する位置調整機構部と、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記対物レンズ鏡筒の前記取付面との間隔を同焦距離とした状態で、前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工し、前記取付ねじ部を加工する加工工具と、前記観察系を配置した観察系支持枠と、前記加工工具を取り付けたバイト台と、を備え、前記観察系支持枠と前記バイト台とが連結されており、前記加工工具と前記標本との間隔を一定の同焦距離に固定した状態で、前記観察系支持枠と前記バイト台とが測定光の光路に沿って一体的に移動可能となっていることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、標本の所定位置と対物レンズの焦点位置とが一致するように位置調整を行い、対物レンズを透過して結像する位置に配置された標本との間隔を同焦距離に固定した加工工具によって、対物レンズ鏡筒の取付面の加工を行うと共に取付ねじ部の加工を行う。
【００１９】
この加工では、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面と標本との距離が常に一定の同焦距離となっているため、異なった対物レンズ鏡筒を加工しても、それに内蔵される対物レンズの焦点位置と取付面との距離が常に一定となる。このため、加工された対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付けても、レボルバに対する方向（取付位置または取付角度）が常に所定の方向となるため、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【００２０】
また、請求項１又は２記載の発明は、対物レンズ鏡筒の加工装置であって、前記標本を有する観察系を配置した観察系支持枠と対物レンズ鏡筒の少なくとも取付面を加工する加工工具を取り付けたバイト台とが連結されており、対物レンズ鏡筒の取付面を加工する加工工具と標本との間隔を一定の同焦距離に固定した状態で、観察系支持枠とバイト台とが測定光の光路に沿って一体的に移動可能となっていることを特徴とする。
【００２１】
この発明では、観察系と少なくとも取付面を加工する加工工具とが一体的に移動可能となっていることから、加工工具は、標本と対物レンズ鏡筒の取付面との距離を常に同焦距離に保った状態で取付面を加工することができる。このような発明では、同焦距離が同じ対物レンズ鏡筒であれば、複数の対物レンズ鏡筒に対する取付面の加工の際にも、その都度、同焦距離の調整を行う作業が必要がなくなる。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１〜２のいずれかに記載の対物レンズ鏡筒の加工装置であって、前記加工工具は、前記取付面及び取付ねじ部を加工する工具であることを特徴とする。
【００２３】
この発明では、単一の加工工具によって、対物レンズ鏡筒の取付面及び取付ねじ部を加工するため、加工工具の数が少なく、簡単な構造とすることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の対物レンズ鏡筒の加工装置であって、前記加工工具は、前記取付面を加工する取付面加工工具と、取付ねじ部を加工する取付ねじ部加工工具とからなることを特徴とする。
【００２５】
このようにそれぞれの加工工具によって対物レンズ鏡筒の取付面及び取付ねじ部を個々に加工する場合には、対応した加工部位に合わせた加工工具を用いるため、高精度に加工することができると共に、加工時の制御を簡単に行うことができる。
【００２６】
また、前段での加工の際に、その加工工具が熱を帯びていても、その熱が後段の加工の加工工具に伝わることがなく、このため、熱による加工工具の伸縮がなく、高精度での加工を行うことができる。
【００２７】
請求項５の発明の対物レンズ鏡筒の加工方法は、レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒に加工する方法であって、前記対物レンズに照射した測定光を標本に結像させ、前記標本と前記対物レンズの焦点位置を一致させると共に、対物レンズ鏡筒の取付面を加工する加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設けるとともに、前記標本と前記対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を一定に保った状態で、前記取付台に対して加工工具を移動して、前記取付面及び前記取付ねじ部を加工することを特徴とする。
【００２８】
この発明では、標本と対物レンズの焦点位置を一致させると共に、対物レンズ鏡筒の取付面を加工する加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設け、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面と標本との間隔を一定に保った状態で取付台に対して加工工具を移動して取付面及び前記取付ねじ部を加工するため、標本と対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を一定に保った状態で取付面の加工及び取付ねじ部の加工を行うことができ、このため、加工後の対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付け、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【００２９】
請求項６の発明の対物レンズ鏡筒の加工方法は、レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵する対物レンズ鏡筒に加工する方法であって、 前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を同焦距離とし、前記結像する位置を標本の位置にする観察系と該標本に対し同焦距離を保った位置に固定した加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設けると共に、前記観察系と前記取付台とを一体に移動する移動手段を測定光の光路に沿って移動自在に配置し、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記標本の位置が一致するように前記移動手段を測定光の光路に沿って移動調整し、その後、前記同焦距離に保った位置に固定した前記加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工する工程及び前記加工工具または前記加工工具とは異なる加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付ねじ部を加工する工程を行うことを特徴とする。
【００３０】
この発明では、対物レンズに照射した測定光が結像する位置と対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を同焦距離とし、前記結像する位置を標本の位置にする観察系と該標本に対し同焦距離を保った位置に固定した加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設けると共に、前記観察系と前記取付台とを一体に移動する移動手段を測定光の光路に沿って移動自在に配置し、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記標本の位置が一致するように前記移動手段を測定光の光路に沿って移動調整し、その後、前記同焦距離に保った位置に固定した前記加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工する工程及び前記加工工具または前記加工工具とは異なる加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付ねじ部を加工する工程を行うことから、異なった対物レンズであっても焦点位置と取付面との距離が常に一定の同焦距離となる。このため、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を顕微鏡の光学機器のレボルバに取り付け、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における加工装置であり、図２はレボルバに対する対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の装着状態である。
【００３３】
対物レンズ鏡筒１は対物レンズ１ａを構成するレンズ群（図示省略）を内部に有している。図２に示すように対物レンズ鏡筒１の上部には、平面である取付面２３及びこの取付面２３に雄ねじの有効径の中心軸線が垂直になるような取付ねじ部２４（雄ねじ）が形成されている。
【００３４】
そして、レボルバ２５には対物レンズ鏡筒１を取り付けるための平坦な当て付け面２５ａ及び支持ねじ部２５ｂ（雌ねじ）が、レボルバ２５の回転軸２５cを中心にして円周方向に沿って複数箇所形成されている。対物レンズ鏡筒１は取付ねじ部２４（雄ねじ）をレボルバ２５の支持ねじ部２５ｂ（雌ねじ）に螺合させ、取付面２３をレボルバ２５の平坦な当て付け面２５ａに当て付けることによりレボルバ２５に装着される。従って、レボルバ２５に対する対物レンズ鏡筒１の取付位置及び取付角度（取付方向）は、取付面２３及び取付ねじ部２４によって決定される。これにより、対物レンズ鏡筒１に内蔵される対物レンズ１ａの焦点位置Ｐ（図２で２点鎖線で示す結像光束の位置）から取付面２３までの距離Ｌも決定されることになり、この距離Ｌおよび取付の方向が対物レンズを内蔵した全ての対物レンズ鏡筒において同一であると、対物レンズの切換に際して再度の位置決めや焦点合わせの必要がなくなる。
【００３５】
対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１の加工装置は、図１の正面図で示すように、旋盤のスピンドル５と、スピンドル５に取り付けられると共に後述するチャック２を保持し、保持したチャック２の位置および向きをスピンドル５の回転中心軸線に対し調整自在とする位置調整手段としての位置調整機構部４と、この位置調整機構部４に取り付けられたチャック２と、チャック２に保持される対物レンズ鏡筒１内の対物レンズ１ａに対し測定光としての平行光束を照射する第１の光学系としての光学系９と、対物レンズ１ａを透過して結像したスポット（スポット像ともいう）を観察可能とする観察系１４と、対物レンズ鏡筒１の取付面２３を加工するように対物レンズ鏡筒１に対し進退自在に制御される取付面加工工具としての取付面切削バイト１６と、対物レンズ鏡筒１の取付ねじ部２４を加工するように対物レンズ鏡筒１に対し進退自在に制御され、またスピンドル５の回転中心軸線に平行な方向にも移動自在な取付ねじ部加工工具としての取付ねじ部切削バイト１８とを備えている。
【００３６】
チャック２は加工される対物レンズ鏡筒１の外周面をチャッキングし保持することにより、対物レンズ鏡筒１に内蔵される対物レンズ１ａを位置決め保持するものである。チャック２にはスリット２ａが設けられてチャック部分の内径が縮径されるようになっている。チャック２における対物レンズ鏡筒１の外周面と接触するチャック部分の内面には、ベークライト、デルリン（商標名）等の非金属材料からなる緩衝材３が貼り付けられることにより、チャック時に対物レンズ鏡筒１の外周面を傷付けることがないようになっている。なお、チャッキングにより保持される対物レンズ鏡筒１は、内部には対物レンズ１ａを構成するレンズ群（単玉レンズでもよい）が組み込まれており、外部には取付面２３及び取付ねじ部２４を形成する前の切削代２３ａ及び２４ａ（図３（ａ）でそれぞれを２点鎖線で示す部分）が若干残っているものである。この切削代２４ａを有する部分の外径ｍ１は、図３（ｂ）で示す取付ねじ部２４のねじ外径ｍ２より大きく、また、切削代２３ａを有する部分の厚さｔ１は取付面２４を形成した後の厚さｔ２よりも厚くなっている。
【００３７】
図１において、スピンドル５は、旋盤の周知の回転駆動源となるモータ（不図示）に連結され、スピンドル５に取り付けられた位置調整機構部４とともにチャック２を回転させる。スピンドル５は紙面における左右方向及び上下方向での振れが極小となるように調整されている。これは、後述する取付面加工工具である取付面切削バイト１６によって対物レンズ鏡筒１の取付面２３を加工する際の取付面２３の面精度を向上させるためである。また、光学系９から対物レンズ１ａに対して照射される平行光の光路に対するスピンドル５の回転中心軸線（回転中心軸ともいう）との平行度のズレもサブミクロンオーダの精度で調整してある。
【００３８】
スピンドル５は回転駆動源となるモータ（図示省略）によって回転駆動するが、モータの発熱による加工装置全体の熱変位を抑制するため、モータを取り付けた架台（図示省略）を図１に示すスピンドル５や観察光学系４等の構成とは別に設け、さらにモータおよびモータを取り付けた架台は、エアで冷却されるようになっている。なお、スピンドル５の形態としてはベアリングを組み合わせたもの、エアスピンドルを用いたもの、その他のものを使用することができる。
【００３９】
チャック２の位置および向きをスピンドル５の回転中心軸線に対して調整する位置調整機構部４は、スピンドル５に取り付けられるとともに、このスピンドル５の回転中心軸線に対するチャック２の調整すなわちチャック２に保持される対物レンズ鏡筒１の調整をシフト及びチルト方向にすることにより、スピンドル５及びチャック２（対物レンズ１ａ）の相対位置を調整する。この調整は、光学系９から照射される平行光の光路に対する調整、すなわち平行光が対物レンズ１aによって結像する位置とスピンドル５の回転中心軸線との位置関係の調整であり、後述の結像する位置に配置される標本１０とスピンドル５の回転中心軸線との交点（標本１０の所定位置）に対し平行光が対物レンズ１aにより結像する位置（焦点位置）を一致させる調整となる。そして、この調整後の状態でスピンドル５に対してチャック２すなわち対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１を固定する。微調整の構造としては、ガイドシャフトとマイクロヘッドを用いて行うものや、磁石を用いて行うものなどを選択することができる。
【００４０】
図４はガイドシャフト及びマイクロヘッドを用いて調整を行う位置調整機構部の一例を示している。この位置調整機構部５０では、スピンドル５の上面に対し下面が取り付けられた台座 ５１ａの上に、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ移動制御（シフト制御）されるＸステージ５１ｂおよびＹステージ５１ｃからなるＸＹステージ５１が取り付けられている（各ステージ５１ｂ、５１ｃには、各方向に押し引き作動用のマイクロヘッドが取り付けられているが、不図示である）。
【００４１】
そして、ＸＹステージ５１上には、ＸＺ軸で形成される面に沿って移動する、即ちＸＺ方向のチルト調整ステージ５３が設けられている。このＸＺ方向のチルト調整ステージ５３は、ＸＹステージ５１上に設けられている一対のガイド受け５１ｄに支持されたガイドシャフト５２を中心に回動するようになっている。
【００４２】
チルト調整ステージ５３におけるガイドシャフト５２を挟んだ一側は、該ステージ５３の下面に配置されたばね５４によってＦ方向に付勢されていると共に、他側には、マイクロヘッド５５が取り付けられている。この構造では、マイクロヘッド５５の調整つまみを回転操作することにより、チルト調整ステージ５３がＸＺ方向に傾くため、同方向へのチルト調整を行うことができる。
【００４３】
さらに、ＸＺ方向のチルト調整ステージ５３上には、ＹＺ軸で形成される面に沿って移動する、即ちＹＺ方向のチルト調整ステージ５６が設けられている。ＸＺ方向のチルト調整ステージ５６は、前記一対のガイド受け５１ｄと直交する方向に設けられた一対のガイド受け５３ａによって支持されている。ＸＺ方向のチルト調整ステージ５６には、前記ガイドシャフト５２の軸方向と直交する方向のガイドシャフト５７が設けられており、このガイドシャフト５７を中心としてＹＺ軸で形成される面に沿って回動する。チルト調整ステージ５６上に取り付けられたマイクロヘッド ５８の調整つまみを回転操作することによりＹＺ方向に傾くため、同方向のチルト調整を行うことができる。なお、マイクロヘッドに対して他側に設けられるバネは不図示である。
【００４４】
上述したチャック２は、チルト調整ステージ５６の上に取り付けられている。なお、台座５１ａ、Ｘステージ５１ｂ、Ｙステージ５１ｃ、チルト調整ステージ５３およびチルト調整ステージ５６の各部材の中央部分およびスピンドル５の中心部分には、チャック２に保持される対物レンズ鏡筒１が移動調整可能なように、それぞれ孔（貫通孔）が形成されている。
【００４５】
光学系９は、対物レンズ鏡筒１内の対物レンズ１ａに測定光としての平行光を照射するものであり、チャック２の上方に配置されている。光学系９は光源としてのレーザ６、光源からの光を平行光にするためのレンズ系７、平行光を偏向させるためのＰＢＳ（偏向ビームスプリッタ）８を備えている。レーザ６としては、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを用いることが良好である。なお光源として、ハロゲン、水銀、メタルハライド等のランプを用いることもできる。
【００４６】
観察系１４はスピンドル５の下方側に配置され、チャック２に保持された対物レンズ鏡筒１内の対物レンズ１ａ側から標本１０、コリメートレンズ１１、結像レンズ１２、ＣＣＤ１３が平行光の光路上に順に、観察系支持枠３０に配置されることにより構成されている。又、ＣＣＤ１３には、モニタ１５が接続されている。なお、観察系支持枠３０に配置される前記各要素の取付部材は、図示を省略している。
【００４７】
標本１０は平行平板のガラス板に多層膜を形成することにより、光学系９からの平行光の一部を反射し、一部を透過させるハーフミラーからなっている。この標本１０は光学系９からの平行光の光路となるスピンドル５の回転中心軸線に対して直交するように配置されている。
【００４８】
ＣＣＤ１３は標本１０を透過し、コリメートレンズ１１および結像レンズ１２からなる光学系（第２の光学系）によって結像したスポット（第２のスポット像）をモニタ１５に写し出すようになっている。なお、このスポットがモニタ１５の中心に来るように、すなわち対物レンズ１ａにより標本１０に結像したスポット（第１のスポット像）が、コリメートレンズ１１および結像レンズ１２によってモニター１５の中心に第２のスポット（第２のスポット像）として位置するように、スピンドル５の回転中心軸線と、モニター１５の中心と、標本１０、コリメータレンズ１１、結像レンズ１２およびＣＣＤ１３からなる観察系１４との位置関係が本加工装置製作時に調整されている。
【００４９】
観察系１４を載置した観察系支持枠３０は、スポットが最小になるときが合焦位置になるように予め調整した状態で、モニタ１５上に映し出されるスポット（第２のスポット像）を最小にするように、平行光の光路に沿って（図では上下方向）調整可能となっている。
【００５０】
この調整は、観察系支持枠３０がスピンドル５の回転中心軸線に平行に配置された一対のガイド部材１４ａに案内され且つパルスモータ３１に接続されることによって移動制御されて行われる。なお、パルスモータ３１の代わりに、マイクロヘッドを用い、自動あるいは手動の構成として移動制御してもよい。
【００５１】
この実施の形態では、後述するように、取付面切削バイト１６を取り付けた第１のバイト台３３と、観察系１４を配置した観察系支持枠３０とがＬ字形の連結アーム２６によって連結されている。観察系支持枠３０及び連結アーム２６は、測定光の光路に沿って移動する移動手段となっている。従って、観察系１４及び取付面切削バイト１６とが一体となって光路(スピンドル５の回転中心軸線)に沿って移動可能となっている。この移動調整は上述したパルスモータ３１によって行われる。
【００５２】
このように連結アーム２６によって観察系１４と取付面切削バイト１６とが一体的となっているため、観察系１４の標本１０の位置と取付面切削バイト１６（即ち、該バイトの刃先１６ａ）との位置関係（切削バイト１６の刃先１６ａがスピンドル５の回転中心軸線に垂直な方向に移動したときの該刃先１６ａと標本１０との前記回転中心軸線上での距離）を予め設定した状態で、取付面切削バイト１６をスピンドル５の回転中心軸線に垂直な方向に移動してチャック２に保持された対物レンズ鏡筒１の取付面２３を切削加工することにより、標本１０の上面から対物レンズ鏡筒１の取付面２３までの距離を常に一定にすることができる。
【００５３】
このため、第１のバイト台３３に取り付けられた取付面切削バイト１６は、紙面の平面方向の一軸（スピンドル５の回転中心軸線に直交する方向）に沿って移動可能となっており、そのための一対のガイド部材３３ａが設けられている。そして取付面切削バイト１６はガイド部材３３ａに沿って進退移動するバイト固定台座３３ｂに取り付けられ、バイト固定台座３３ｂがモータ１７に連結されている。このような構造では、取付面切削バイト１６は、バイト固定台座３３ｂと共にスピンドル５の回転中心軸線に直交する軸に沿いながら対物レンズ鏡筒１側に駆動されることにより、対物レンズ鏡筒１の取付面２３の切削代２３a部分（図３（a）図示）を切削する。なお、取付面切削バイト１６の移動方向は、スピンドル５の回転中心軸線と精密に直角となるように、切削面取付バイト１６を本加工装置の第１のバイト台３３にバイト固定台座３３ｂを介して取付けた時に図示せぬ測定装置により予め位置出しされている。
【００５４】
Ｌ字形の連結アーム２６によって第１のバイト台３３と観察系支持枠３０とを連結することにより、取付面切削バイト１６が観察系１４と一体となっており、従って、観察系１４の標本１０と取付面切削バイト１６（即ち、該バイトの刃先１６ａ）との間隔が常時、同焦距離として設定されている。即ち、対物レンズ１ａに入射した平行光が、対物レンズ１ａによって結像した位置（焦点位置）と、対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１の取付面との間隔Ｌがスピンドル５の回転中心軸線上で同焦距離となるように一定になっている。
【００５５】
これにより、異なる倍率の対物レンズを内蔵する複数の対物レンズ鏡筒１、或いは同じ倍率の対物レンズを内蔵する多数個の対物レンズ鏡筒１を製作する際にも、標本１０の上面から取付面２３（取付面切削バイト１６の刃先１６ａ）の間での間隔が同焦距離として一定となるようにセットされていることになる。なお、取付面切削バイト１６の材質としては、単結晶ダイヤモンド、超硬金属、ハイスなどを用いることができる。又、取付面切削バイト１６を第１のバイト台３３に取り付ける際の段取り時には、ツールプリセッタなどによって位置決めしてからセットする。
【００５６】
対物レンズ鏡筒１に支持ねじ部２４を切削するための取付ねじ部切削バイト１８は、取付面切削バイト１６とは別個に設けられている。このため、取付ねじ部切削バイト１８は第１のバイト台３３とは別個の第２のバイト台３４に取り付けられている。この取付ねじ部切削バイト１８は、紙面の平面方向の一軸（スピンドル５の回転中心軸線に直交する軸）と該軸に垂直な軸（スピンドル５の回転中心軸線と平行な方向の軸）との２軸に沿って移動可能となっている（第２のバイト台３４を案内するガイド部材、これを支持する台、およびこの台を案内するガイド部材は不図示である）。
【００５７】
そして、取付ねじ部切削バイト１８はＮＣ制御モータ１９の制御によって、第２のバイト台３４をスピンドル５の回転中心軸線に直交する軸に沿いながら対物レンズ鏡筒１側に、又はスピンドル５の回転中心軸線に平行な軸に沿いながら上下に、あるいは両者の組合わせによって移動し、対物レンズ鏡筒１の取付ねじ部２４の切削代部分２４ａを切削加工する。このため制御モータ１９は直交する上下（スピンドル５の回転中心軸線と平行な方向）及び左右（スピンドル５の回転中心軸線に垂直な方向）の２方向への移動を制御する第１モータ１９ａ及び第２モータ１９ｂを有するものである。この切削バイト１８も取付面切削バイト１６と同様、本加工装置の第２のバイト台３４への段取り時にツールプリセッタにより、スピンドル５の回転中心軸線に直交するように、また左右の移動方向も、スピンドル５の回転中心軸線と直角になるように予め位置決めしてからセットされる。
【００５８】
取付ねじ部切削バイト１８による加工は、ねじの外径加工、完全ねじ部形成のためのねじ切削を行う。このため、この実施の形態では、外径加工用とねじ切り用の２つの刃が一体となったバイトを使用するものである。
【００５９】
このバイト１８は、図５に示すように、外径加工の刃先１８ａが突出しており、この刃先１８ａに対して、間隔ｎ、間隔ｒを設けてねじ切り用の刃先１８ｂが形成されている。この間隔ｎは、刃先１８ａによるねじの外径加工の際、刃先１８ｂが対物レンズ鏡筒１に接触しないように設定され、また、間隔ｒは、刃先１８ｂによる完全ねじ部形成の際、刃先１８ａがレンズ鏡筒に接触しないようにねじの長さよりも大きく設定されている。
【００６０】
このように、取付ねじ部切削バイト１８と取付面切削バイト１６の２種類のバイトを用いることにより、例えば、取付ねじ部切削加工後に取付面切削加工を行う加工工程を採用する場合、前段で行う取付ねじ２４の切削加工中に発生したバイト１８の熱（切削熱）が取付面２３を切削する際にはそのバイト１８から伝わることがなくなる。
【００６１】
これにより、対物レンズ鏡筒１の全長方向が、前段での切削熱を有するバイト１８を使用することにより、切削熱で伸びて対物レンズの光学特性が変化し、標本１０の上面から取付面までの距離が変化することを防止することができる。
【００６２】
次に、この実施の形態による加工方法について説明する。
【００６３】
対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１をチャック２内に挿入し、チャック２を閉じることにより対物レンズ鏡筒１をチャック２に保持する。この対物レンズ鏡筒1における取付ねじ部と取付面の加工状態前は、図３（ａ）のように切削代２３ａ、２４ａがある。
【００６４】
次いで、光学系９から平行光を照射しながら、対物レンズ１ａおよび観察系１４を介して光学系９からの平行光の結像をモニタ１５に写し出した状態で、スピンドル5を介してチャック2および対物レンズ鏡筒１を回転させる。
【００６５】
そして、第１段階として、対物レンズ１ａによって標本１０に結像されるスポット(第１のスポット像)が最小（最小径）になるように、即ちＣＣＤ１３を介してモニタ１５上に映し出されるスポット（第２のスポット像）を最小にするように観察しながら、平行光の光路に沿って、即ち、スピンドル５の回転中心軸線に沿って観察系支持枠３０をパルスモータ３１によって移動制御する。この第１段階により、モニタ１５上でのスポットを最小にする。
【００６６】
その後、第２段階として、モニタ１５を観察しながら、スピンドル５を回転させつつスポット（第２のスポット像）の回転軌跡の中心がモニタ１５の中心に位置するようにし、次いで、スポット（第２のスポット像）の位置がモニタ１５の中心に一致するように、チャック2に保持された対物レンズ鏡筒1のＸ方向、Ｙ方向へのシフト調整およびＸＺ方向、ＹＺ方向へのチルト調整を位置調整機構部４により行う。これにより、スポット（スポットの位置）をスピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点（所定位置）上に位置させる。
【００６７】
第２段階を終了した時点で、モニタ１５上に映し出されたスポットが最小になっているかをチェックし、スポットが最小になっていたら、対物レンズ鏡筒１の位置で位置調整機構部４を固定する。
【００６８】
スポットが最小になっていない場合は、上述した第１段階と第２段階の各調整を反復して最小に設定した後、位置調整機構部４を固定する。なお第１段階と第２段階の調整操作は逆に行ってもよい。また、第１段階でスポットが最小で且つスポットの位置がモニタの中心に位置している場合には、第２段階の調整を行う必要がない。
【００６９】
このようにして、スポット（結像）がモニタ１５の中心に（即ち、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点に）一致するように位置調整機構部４を調整することにより、平行光束の焦点の位置Ｐが常に標本１０の所定位置にあって、いずれの対物レンズにおいても一定に定まる位置となる。
【００７０】
この状態で、制御装置からの制御指令によりモータ１７のスタートスイッチ（図示省略）を押すことにより、取付面切削バイト１６がスピンドル５の回転中心軸線に直交する軸に沿いながら対物レンズ鏡筒１側に移動し、取付面切削バイト１６の刃先１６ａにより、対物レンズ鏡筒１の取付面２３の端面切削を行う。この端面切削により対物レンズ鏡筒１の不完全ねじ部も形成される。
【００７１】
その後、モータ１７により取付面切削バイト１６を後退させ、NC制御モータ１９の第２のモータ１９ｂにより取付ねじ部切削バイト１８を対物レンズ鏡筒１側に移動し、次いで第１のモータ１９ａによりスピンドル５の回転中心軸線と平行な方向に移動して取付ねじ部切削バイト１８の外径加工用刃先１８aにより取付ねじ部２４のねじ外径を切削する。
【００７２】
ねじ外径の切削が終了した時点で、第２のモータ１９ｂにより対物レンズ鏡筒１に対してバイト１８を一旦後退し、その後第１のモータ１９ａにより前記とは逆方向送りする。そして、第２のモータ１９ｂにより再度バイト１８を対物レンズ鏡筒１側に向けて移動したのち、第１のモータ１９ａにより再度スピンドル５の回転中心軸線と平行な方向に移動しながら取付ねじ部切削バイト１８のねじ切削用刃先１８bによって残余の削りしろを切削除去して取付ねじ部２４（完全ねじ部）を切削加工する。
【００７３】
次の対物レンズ鏡筒１を切削加工する際は、加工後の対物レンズ鏡筒１をチャック２から外した後、同様の段取りを行った後、次の加工を行う。これによって、どの対物レンズ鏡筒１を加工しても、対物レンズ鏡筒１に内蔵された対物レンズ１ａの焦点位置から対物レンズ鏡筒１の取付面２３位置までのスピンドル５の回転中心軸線上における距離を常に同焦距離として一定にすることができる。
【００７４】
従って、観察者が顕微鏡等の光学機器のレボルバ２５に対物レンズ鏡筒１を取り付け、レボルバ２５を回転して対物レンズを低倍率のものから高倍率のものに切り換えても焦点がずれることがなく、視野中心を一定とすることができる。これにより、観察や測定の際の操作性が向上すると共に、煩雑な構造の自動焦点合わせ機構や移動位置決め機構が不要となる。
【００７５】
なお、この実施の形態では、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点を所定位置とし、この位置に対物レンズ１ａの焦点を一致させるように、位置調整機構部４のシフト調整およびチルト調整を行ったが、これに限らず、前記所定位置に対し焦点を一致させるのは、シフト調整あるいはチルト調整のみで行ってもよい。
【００７６】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における対物レンズ鏡筒の加工装置を示す。この実施の形態では、チャック２とスピンドル５との間に配置された位置調整機構部４に調整モータ２１が連結されている。
【００７７】
調整モータ２１は第１モータ２１ａ及び第２モータ２１ｂの二つのモータによって構成されており、位置調整機構部４のＸテーブルおよびＹテーブルを少なくとも２方向に自動制御するようになっている。二つのモータ２１ａ、２１ｂは制御装置２０に接続されており、チャック２に保持された対物レンズ鏡筒１内に内蔵される対物レンズ１ａを介して、光学系９から照射される平行光を標本１０上に結像したスポット(第１のスポット像)を観察系１４を介してモニタ１５で観察し、モニタ１５上におけるスポットの位置を制御装置２０によってフイードバックすることにより、スポットがモニタ１５の中心に一致するようにＸＹ方向にシフト制御して位置決めすることができる。
【００７８】
なお、ＸＺ方向およびＹＺ方向のチルト調整テーブルは、平行光が対物レンズ１ａによって結像した位置（焦点位置）と標本１０の所定位置との一致を容易にするために実施の形態１と同様に設けられており、各マイクロヘッドの代わりに制御装置２０によって制御される制御モータを用いるようにしてもよい。
【００７９】
以上に加えて、この実施の形態では、観察系１４を載置した観察系支持枠３０と取付面切削バイト１６を取り付けた第１のバイト台３３とを連結する連結アーム２６が、観察系１４の標本１０とバイト１６の刃先１６ａとの間隔を同焦距離に固定した状態で上下動するように、上下動用のパルスモータ２２に連結されている。上下動用のパルスモータ２２は観察系１４と取付面切削バイト１６とが一体となって平行光の光路に沿って、即ちスピンドル５の回転中心軸線方向に上下動できるように制御するものである。
【００８０】
このように上下動用のパルスモータ２２を設けることにより、モニタ１５上のスポットが最小径になるように制御装置２０内で画像処理し、合焦した位置で取付面切削バイト１６を位置決めすることができる。このとき、観察系１４と取付面切削バイト１６とが連結アーム２６によって連結されているため、観察系１４も取付面切削バイト１６と一体となって移動する。このため、標本１０と取付面切削バイト１６（バイト１６の加工する部分である刃先１６ａ）との間隔を前記同焦距離として予め設定しておくことにより、同焦距離を保った状態で対物レンズ鏡筒１の取付面２３を加工することができる。
【００８１】
このような実施の形態では、位置調整機構部４に保持された対物レンズ鏡筒１内の対物レンズ１ａの、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点（所定位置）に対する位置ずれと焦点ずれとを自動制御によって補正するため、対物レンズ鏡筒１を作製する作業時間を短縮することができる。
【００８２】
（実施の形態３）
図７及び図８は、実施の形態３における対物レンズ鏡筒の加工装置を示す。この実施の形態では、１つの加工工具で対物レンズ鏡筒１の取付面２３の加工と、取付ねじ部２４の加工を実施するものである。
【００８３】
図７の正面図で示すように、標本１０を有する観察系１４を備えた観察系支持枠３０と第１のバイト台３３とを連結するＬ字型の連結アーム２６によって、移動手段を形成している。連結アーム２６の上部側には、スピンドル５の回転中心軸線に対し平行なアリ溝構造の凸ガイド６０と、該凸ガイド６０の中央に穿設された長孔６１とが形成されている。
【００８４】
そして、図８に示すように連結アーム２６の上部側の凸ガイド６０には、凸ガイド６０と嵌合する凹状のアリ溝６２を有した第１のバイト台３３が取り付けられている。第１のバイト台３３はアリ溝６２の中央を通るボルト孔が貫通しており、ボルト孔および長孔６１を貫通したボルト６４とその一端にネジ締めされたナット６５とによって、連結アーム２６と一体的に固定されている。
【００８５】
第１のバイト台３３の上面には、アリ溝６２と平行な一対のガイド部材６６が固定されている。一対のガイド部材６６上には、ガイド部材６６に沿って上下動自在なバイト支持台６７が取り付けられている。
【００８６】
バイト支持台６７は、第１のバイト台３３上のモータ６８によって、上下方向（スピンドル５の回転中心軸線方向）に移動自在に制御されるようになっている。このバイト支持台６７は、第１のバイト台３３上面に固定された基準位置停止ストッパ７０によって、下動側停止位置が設定されている。
【００８７】
また、バイト支持台６７上には、アリ溝６７の向きと直交する方向（スピンドル５の回転中心軸線に直交する方向）に延びた一対のガイド部材７１が固定されている。ガイド部材７１の上には、ガイド部材７１に沿って水平方向に移動自在なバイト固定台座７２が取り付けられ、バイト支持台６７上のモータ７３によって水平方向（スピンドル５の回転中心軸線直交する方向）に移動制御されるようになっている。
【００８８】
実施の形態３においては、対物レンズ鏡筒１の取付面２３を加工し、かつ取付ねじ部２４の加工する加工工具としてのバイト７４がバイト固定台座７２に取り付けられている。そして、第１のバイト台３３上面の基準位置停止ストッパ７０により、バイト支持台６７が停止したときには、バイト固定台座７２に取り付けられたバイト７４の位置は、対物レンズ１ａの焦点位置に移動され配置される標本１０に対して該バイト７４（即ち、バイト７４の刃先７４ａ）との間隔が同焦距離Ｌとなるように設定されている。
【００８９】
実施の形態３による加工方法について説明する。
【００９０】
実施の形態１と同様に、対物レンズ１ａを内蔵した対物レンズ鏡筒１をチャック２内に挿入し、チャック２を閉じることにより対物レンズ鏡筒１をチャック２に保持する。この対物レンズ鏡筒１における取付ねじ部と取付面の加工以前では、図３（ａ）のように切削代２３ａ、２４ａがある。次いで、光学系９から平行光を照射しながら対物レンズ１ａおよび観察系１４のＣＣＤ１３を介して光学系９からの平行光の結像をモニタ１５に写し出した状態で、スピンドル５を介してチャック２および対物レンズ鏡筒１を回転させる。
【００９１】
そして第１段階として、予めスポットが最小になるときが合焦位置になるように調整した状態で、対物レンズ１ａによって標本１０に結像されるスポット(第１のスポット像)が最小（最小径）になるように、即ちＣＣＤ１３を介してモニタ１５上に映し出されるスポット（第２のスポット像）を最小にするように、平行光の光路に沿って、即ちスピンドル５の回転中心軸線と平行な方向に、観察系支持枠３０をパルスモータ３１によって移動制御する。この第１段階で、モニタ１５上でのスポットを最小にする。
【００９２】
その後、第２段階として、モニタ１５を観察しながら、スピンドル５を回転させつつスポット（第２のスポット像）の回転軌跡の中心がモニタ１５の中心に位置するようにし、その後、該スポットの位置がモニタの中心に一致するように、チャック２に保持された対物レンズ鏡筒１のＸ方向、Ｙ方向へのシフト調整及びＸＺ方向、ＹＺ方向へのチルト調整を位置調整機構部４によって行う。これにより、スポット（スポットの位置）をスピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点（所定位置）に位置させる。
【００９３】
第２段階を終了した時点で、モニタ１５上に映し出されたスポットが最小になっているかをチェックし、スポットが最小になっていたら、対物レンズ鏡筒１の位置で位置調整機構部４を固定する。
【００９４】
スポットが最小になっていない場合は、第１段階と第２段階の各調整を反復して最小に設定した後、位置調整機構部４を固定する。なお、第１段階と第２段階の調整操作は逆に行ってもよい。また、第１段階でスポットが最小で、且つスポットの位置がモニタの中心に位置している場合には、第２段階の調整を行う必要がない。
【００９５】
このようにして、スポット（結像）がモニタ１５の中心に位置するように位置調整機構部４を調整することにより、対物レンズ鏡筒１による平行光束の焦点の位置Ｐが、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０のとの交点である所定位置にあって、いずれの対物レンズにおいても一定に定まる位置となる。
【００９６】
この状態で、制御装置からの制御指令によりモータ７３のスタートスイッチ（図示省略）を押すことにより、バイト７４がスピンドル５の回転中心軸線に直交する軸に沿いながら対物レンズ鏡筒１側に移動し、バイト７４の刃先７４ａにより、対物レンズ鏡筒１の取付面２３の端面切削を行う。この端面切削により対物レンズ鏡筒１の不完全ねじ部も形成される。その後、モータ７３によりバイト７４を後退させる。
【００９７】
次いで、モータ６８によりバイト支持台６７を基準位置停止ストッパ７０から離して上昇させると共にバイト７４をモータ７３により取付ねじ部２４の外径加工位置とし、その後、モータ６８によりバイト７４をスピンドル５の回転中心軸線に平行に上昇して取付ねじ部２４の外径の切削加工を行う。次いで、モータ７３により一旦バイト７４を後退させるとともにモータ６８によりバイト支持台６７を基準位置停止ストッパ７０の位置まで下降する。
【００９８】
そして、再度、モータ７３によりバイト固定台座７２を取付ねじ部２４の加工のためにスピンドル５の回転中心軸線と直交する向きに所定量送り込み、次いで、モータ６８とモータ７３の送り量の制御によりバイト７４の刃先７４ａの位置を制御して取付ねじ部２４の切削加工を行う。
【００９９】
この実施の形態では、対物レンズ鏡筒１のバイト７４による切削加工の一工程終了した後、バイト７４の切削熱の放熱が充分に行われるようにすると、１つの加工工具によって対物レンズ鏡筒１の取付面２３および取付ねじ部２４の切削加工をチャック２から対物レンズ鏡筒１を外すことなく、チャック２に対物レンズ鏡筒１を取り付けた状態で継続して加工することができる。なお、放熱を速めるために、窒素ガスなどの冷却気体を吹き付けてもよい。
【０１００】
次の対物レンズ鏡筒１を切削加工する際は、加工後の対物レンズ鏡筒１をチャック２から外した後、同様の段取りを行って後、次の加工を行う。これによって、どの対物レンズ鏡筒１を加工しても、対物レンズ鏡筒１に内蔵された対物レンズ１ａの焦点位置から対物レンズ鏡筒１の取付面２３位置までのスピンドル５の回転中心軸線上における距離を常に同焦距離として一定にすることができる。
【０１０１】
従って、観察者が顕微鏡等の光学機器のレボルバ２５に対物レンズ鏡筒１を取り付け、レボルバ２５を回転して対物レンズを低倍率のものから高倍率のものに切り換えても焦点がずれることがなく、視野中心を一定とすることができる。これにより、観察や測定の際の操作性が向上すると共に、煩雑な構造の自動焦点合わせ機構や移動位置決め機構が不要となる。また、単一のバイト７４によって、対物レンズ鏡筒１の取付面２３及び取付ねじ部２４の加工を行うため、バイトの数が少なくなると共に、バイトを設置するためのスペースが小さくなり、小型化することができる。
【０１０２】
なお上記実施の形態２、３では、スピンドル５の回転中心軸線と標本１０との交点を所定位置とし、この位置に対物レンズ１ａの焦点を一致させるように位置調整機構部４のシフト調整およびチルト調整を行ったが、これに限らず、所定位置に対し対物レンズ１ａの焦点を一致させる操作を実施の形態１と同様にシフト調整あるいはチルト調整のみで行ってもよい。
【０１０３】
以上の説明から、本発明は次に示す付記項の発明を包含するものである。
【０１０４】
（付記項１） レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及びレボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵する対物レンズ鏡筒に加工する方法であって、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を同焦距離とし、前記結像する位置を標本の位置にする観察系と該標本に対し同焦距離を保った位置に固定した加工工具とを移動手段に隔離して設けるとともに該移動手段を前記測定光の光路に沿って移動自在に配置し、前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と標本の位置とが一致するように前記移動手段を前記測定光の光路に沿って移動調整するとともに、該標本の所定位置と対物レンズに照射した測定光が結像する位置とが一致するように位置調整し、その後、前記同焦距離に保った位置に固定した加工工具により対物レンズ鏡筒の取付面を加工する工程及び前記加工工具または前記加工工具とは異なる加工工具により対物レンズ鏡筒の取付ねじ部を加工する工程を行うことを特徴とする対物レンズ鏡筒の加工方法。
【０１０５】
この発明では、対物レンズに照射した測定光が結像する位置と標本の位置とを一致させると共に、標本の所定位置と対物レンズに照射した測定光が結像する位置とを一致させ、その後、この結像する位置（即ち、標本の位置）に対し同焦距離を保って固定した加工工具により対物レンズ鏡筒を加工するため、異なった対物レンズ鏡筒であっても焦点位置と取付面との距離が常に一定の同焦距離となる。このため、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を顕微鏡の光学機器のレボルバに取り付け、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【０１０６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、観察系の標本の位置と対物レンズの焦点位置とが一致するように位置調整した後、標本と対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を一定に保った状態で取付面の加工及び取付ねじ部の加工を行うことができる。この加工により、対物レンズ鏡筒に内蔵される対物レンズの焦点位置と取付面との距離が常に一定となるので、加工された対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付けてもレボルバに対する方向（取付位置または取付角度）が常に所定の方向となるから、レボルバの回転で低倍率のものから高倍率のものへと対物レンズを交換した際にも、視野中心がずれず、測定個所を再び探す必要がなく、操作性が向上するばかりでなく、自動位置決め機構が不要なため、対物レンズ鏡筒を取り付ける顕微鏡等の光学機器の構成を単純かつ安価にできる。
【０１０７】
請求項２の発明によれば、観察系の標本の位置と対物レンズの焦点位置とが一致するように位置調整した後、標本と対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を同焦距離に固定した加工工具により取付面の加工及び取付ねじ部の加工を行うことができる。この加工により、対物レンズ鏡筒に内蔵される対物レンズの焦点位置と取付面との距離が常に同焦距離となるので、加工された対物レンズ鏡筒を顕微鏡等の光学機器のレボルバに取り付けてもレボルバに対する方向（取付位置または取付角度）が常に所定の方向となるから、レボルバの回転で低倍率のものから高倍率のものへと対物レンズを交換した際にも、視野中心がずれず、測定個所を再び探す必要がなく、操作性が向上するばかりでなく、自動位置決め機構が不要なため、対物レンズ鏡筒を取り付ける顕微鏡等の光学機器の構成を単純かつ安価にできる。
【０１０９】
請求項３の発明によれば、請求項１〜２の発明と同様な効果を有するのに加えて、単一の加工工具によって対物レンズ鏡筒の取付面及び取付ねじ部を加工するため、加工工具の数が少なく、簡単な構造とすることができる。
【０１１０】
請求項４の発明によれば、請求項１〜２の発明と同様な効果を有するのに加えて、取付面加工工具と取付ねじ部加工工具の２種類の工具を用いて加工することができ、前段の加工時に発生した加工工具の熱が対物レンズ鏡筒の後段の切削加工時に影響することがなく、対物レンズ鏡筒の全長が熱影響で伸びて焦点がずれることを防止できる。
【０１１１】
請求項５の発明によれば、異なった対物レンズであっても焦点位置と取付面との距離が常に一定となり、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を顕微鏡等のレボルバに取り付けて、対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【０１１２】
請求項６の発明によれば、異なった対物レンズであっても焦点位置と取付面との距離が常に一定の同焦距離となる。このため、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒を顕微鏡の光学機器のレボルバに取り付け、レボルバの回転により対物レンズを切り換えても視野中心が一定となり、焦点がずれることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の加工装置を示す正面図である。
【図２】対物レンズ鏡筒をレボルバに取り付けた状態の部分破断正面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、対物レンズ鏡筒の加工前及び加工後を示す側面図である。
【図４】位置調整機構部の正面図である。
【図５】対物レンズ鏡筒を切削加工する加工工具の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２の加工装置を示す正面図である。
【図７】本発明の実施の形態３の加工装置を示す正面図である。
【図８】実施の形態３の加工装置のＡ−Ａ線における断面図である。
【図９】自動調整機能を備えた従来の顕微鏡のブロック図である。
【符号の説明】
１ 対物レンズ鏡筒
１ａ 対物レンズ
２ チャック
４ 位置調整機構部
５ スピンドル
９ 光学系
１０ 標本
１４ 観察系
１６ 取付面切削バイト（加工工具）
１８ 取付ねじ部切削バイト（加工工具）
２３ 取付面
２４ 取付ねじ部
２５ レボルバ
Claims (6)
- レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒に加工する加工装置であって、
前記対物レンズ鏡筒を保持するチャックと、
このチャックを回転させるスピンドルと、
前記対物レンズ鏡筒内の前記対物レンズに測定光を照射する光学系と、
測定光が前記対物レンズを透過して結像する位置に配置される標本を有し該標本に結像したスポットを観察可能にする観察系と、
前記標本の位置と前記対物レンズの焦点位置とが一致するように前記チャックと前記スピンドルとの相対位置を調整する位置調整機構部と、
前記標本と前記対物レンズ鏡筒の前記取付面との間隔を一定に保った状態で前記チャックに保持した前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工し、前記取付ねじ部を加工する加工工具と、
前記観察系を配置した観察系支持枠と、
前記加工工具を取り付けたバイト台と、を備え、
前記観察系支持枠と前記バイト台とが連結されており、
前記加工工具と前記標本との間隔を一定の同焦距離に固定した状態で、前記観察系支持枠と前記バイト台とが測定光の光路に沿って一体的に移動可能となっていることを特徴とする対物レンズ鏡筒の加工装置。 - レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒に加工する加工装置であって、
前記対物レンズ鏡筒を保持するチャックと、
このチャックを回転させるスピンドルと、
前記対物レンズ鏡筒内の前記対物レンズに測定光を照射する光学系と、
測定光が前記対物レンズを透過して結像する位置に配置される標本を有し該標本に結像したスポットを観察可能にする観察系と、
前記標本の位置と前記対物レンズの焦点位置とが一致するように前記チャックと前記スピンドルとの相対位置を調整する位置調整機構部と、
前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記対物レンズ鏡筒の前記取付面との間隔を同焦距離とした状態で、前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工し、前記取付ねじ部を加工する加工工具と、
前記観察系を配置した観察系支持枠と、
前記加工工具を取り付けたバイト台と、を備え、
前記観察系支持枠と前記バイト台とが連結されており、
前記加工工具と前記標本との間隔を一定の同焦距離に固定した状態で、前記観察系支持枠と前記バイト台とが測定光の光路に沿って一体的に移動可能となっていることを特徴とする対物レンズ鏡筒の加工装置。 - 前記加工工具は、前記取付面及び取付ねじ部を加工する工具であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の対物レンズ鏡筒の加工装置。
- 前記加工工具は、前記取付面を加工する取付面加工工具と、取付ねじ部を加工する取付ねじ部加工工具とからなることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の対物レンズ鏡筒の加工装置。
- レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵した対物レンズ鏡筒に加工する方法であって、
前記対物レンズに照射した測定光を標本に結像させ、
前記標本と前記対物レンズの焦点位置を一致させると共に、
対物レンズ鏡筒の取付面を加工する加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設けるとともに、前記標本と前記対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を一定に保った状態で、前記取付台に対して加工工具を移動して、前記取付面及び前記取付ねじ部を加工することを特徴とする対物レンズ鏡筒の加工方法。 - レボルバの支持ねじ部に螺合する取付ねじ部及び前記レボルバの当て付け面に当て付けられる取付面を、対物レンズを内蔵する対物レンズ鏡筒に加工する方法であって、
前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記対物レンズ鏡筒の取付面との間隔を同焦距離とし、
前記結像する位置を標本の位置にする観察系と該標本に対し同焦距離を保った位置に固定した加工工具を取り付けた取付台と前記標本とを連結して設けると共に、前記観察系と前記取付台とを一体に移動する移動手段を測定光の光路に沿って移動自在に配置し、
前記対物レンズに照射した測定光が結像する位置と前記標本の位置が一致するように前記移動手段を測定光の光路に沿って移動調整し、
その後、前記同焦距離に保った位置に固定した前記加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付面を加工する工程及び前記加工工具または前記加工工具とは異なる加工工具により前記対物レンズ鏡筒の前記取付ねじ部を加工する工程を行うことを特徴とする対物レンズ鏡筒の加工方法。
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